DD215565A1 - METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE STEAM / OXYGEN RATIO IN PRESSURE GASIFICATION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Senkung des Dampf/Sauerstoff-Verhaeltnisses und zur Erhoehung der Betriebssicherheit durch Verhinderung von O tief 2-Anreicherungen im Generatorunterteil bei der Druckvergasung. Ziel der Erfindung ist die Erhoehung der Oekonomie des Verfahrens der Festbettdruckvergasung. Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein geeignetes Verfahren und eine geeignete Vorrichtung zu entwickeln, um eine Absenkung des Dampf/Sauerstoff-Verhaeltnisses zu sichern. Erfindungsgemaess wird Manteldampf aus dem Generator und eine geringe Menge Sperrdampf zur Erhoehung der Sicherheit bei allen Betriebsbedingungen in den durch Abboeschung des Schuettgutes gebildeten Hohlraum unterhalb des Drehrostes eingeleitet.The invention relates to a method and a device for reducing the steam / oxygen ratio and to increase the reliability by preventing O deep 2-enrichments in the generator lower part in the pressure gasification. The aim of the invention is to increase the economy of the process of fixed bed pressure gasification. The object of this is to develop a suitable method and a suitable device in order to ensure a reduction of the steam / oxygen ratio. According to the invention, jacket steam from the generator and a small amount of sealing steam are introduced to increase safety under all operating conditions in the cavity formed by abboiling the article to be casted beneath the rotary grate.
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren und Vorrichtung zur Senkung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses bei der DruckvergasungMethod and apparatus for lowering the steam / oxygen ratio in the pressure gasification
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Senkung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses von Druckgasgeneratoren.The invention relates to a method and a device for reducing the vapor / oxygen ratio of compressed gas generators.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Die in Druckgasgeneratoren fahrbare Maximaltemperatur , wird durch die Bildung kompakter Schlacke, die zu Störungen im Ascheaustrag führt, begrenzt. Bei ausgemauerten Generatoren wird die Maximaltemperatur zusätzlich durch die Bildung von Schlacke-Wandansätzen begrenzt. Die Verschlackung der Druckgasgeneratoren stellt eine erhebliche Störung des Generatorprpzesses dar.The maximum temperature drivable in compressed gas generators is limited by the formation of compact slag, which leads to disturbances in the ash discharge. In masonry generators, the maximum temperature is additionally limited by the formation of slag wall approaches. The slagging of the compressed gas generators represents a significant disruption of the generator process.
Die einzige Steuergröße für die Maximaltemperatur ist das Dampf/Sauerstoff-Verhältnis des Vergasungsmittels. Weitere nicht beeinflußbare Paktoren, wie die Reaktionsfähigkeit der Kohle und Ungleichmäßigkeiten in der SchUttgutdurchströmung, führen örtlich und zeitlich begrenzt zu erheblichen Temperaturüberschreitungen. Um die Bildung von Schlackewänden unter den Bedingungen der Schmelzpunktschwankungen der Einsatzkohle zu vermeiden, muß das Dampf/Sauerstoff-Verhältnis beträchtlich höher gefahren werden, als es für den eigentlichen Prozeß notwendig wäre.The only control parameter for the maximum temperature is the vapor / oxygen ratio of the gasification agent. Other factors that can not be influenced, such as the reactivity of the coal and irregularities in the flow of bulk material, lead to considerable temperature overshoots, both locally and for a limited time. In order to avoid the formation of slag walls under the conditions of the melting point fluctuations of the feed coal, the steam / oxygen ratio must be driven considerably higher than would be necessary for the actual process.
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Der Dampfüberschuß "bewirkt sowohl eine direkte ökonomische Belastung als auch verfahrenstechnische Hachteile, wie erhöhter Staubaustrag, Instabilität der Schüttgut- durchströmung und Erhöhung der Rohgasaustrittstemperatur. Im WP, C 10 J/200 298 wird vorgeschlagen, durch tangentiales Einblasen von Dampf am Innenmantel des Generators das Dampf/Sauerstoff-Verhältnis des am Rand strömenden . "Vergasungsmitte Is gezielt zu erhöhen. Da die Dampf einspeisung jedoch sehr weit von dem aus dem Drehrost aus» tretenden Vergasungsmittel entfernt ist, wird nicht gewährleistet fr daß der Kühldampf dorthin strömt, wo es durch die Vergasungsreaktionen an der Generatorwand zur 'Schlackebildung kommt. Die Stärke der thermischen Belastung der Innenwand bleibt außerdem unberücksichtigt. Das vorgeschlagene Verfahren muß deshalb als unzureichend eingeschätzt werden« >The excess of steam "causes both a direct economic burden and procedural disadvantages, such as increased dust discharge, instability of the flow of bulk material and increase in the raw gas outlet temperature." In WP, C 10 J / 200 298, the tangential injection of steam on the inner jacket of the generator suggests Vapor / oxygen ratio of the flowing at the edge. "Gasification center Is targeted to increase. However, since the steam feed-in is very far from emerging from the rotary grate from "gassing agent is not guaranteed for that the cooling steam flows there where it comes through the gasification reactions to the generator wall to 'slag formation. The strength of the thermal load on the inner wall is also disregarded. The proposed method must therefore be considered insufficient
Bekannt ist weiterhin die Zumischung des im Generatorkühlmantel erzeugten Manteldampfes zum Vergasungsmittel. Da die Dampfmenge bezüglich der gesamten Vergasungsdampfmenge gering ist, wird eine der thermischen Belastung der Innenwand gemäße Kühlwirkung nicht erreicht. Das Dampf/Sauerstoff-Verhältnis kann dadurch nicht abgesenkt werden, so daß der Manteldampf den Generator nahezu unzersetzt durchläuft und im Endeffekt den gesamten Prozeß belastet.Also known is the admixing of the jacket steam generated in the generator cooling jacket to the gasification agent. Since the amount of steam is small with respect to the total gasification steam amount, a cooling effect according to the thermal load of the inner wall is not achieved. The steam / oxygen ratio can not be lowered thereby, so that the jacket steam passes through the generator almost undecomposed and in the end loaded the entire process.
Erfindungsgemäß "wird dies dadurch erreicht, daß durch Zuführung des Manteldampfes und einer geringen Sperrdampfmange unterhalb des Drehrostes bei gleichzeitiger Erhöhung der Anlagensicherheit eine von den Durchströmungsverhältnissen weitgehend unabhängige sowie gleichmäßige und. eine der vom Innenmantel übertragenen Wärmemenge etwa proportionale Erhöhung des Dampf/Sauerstoff» Verhältnisses unmittelbar in Wandnähe wirksam wird, wodurch weitgehend unabhängig von den Schwankungen im Ascheschmelzverhalten das Dampf/Säuerstoff-VerhältnisAccording to the invention, this is achieved in that, by supplying the jacket steam and a low barrier vapor thickness below the rotary grate while at the same time increasing plant safety, an approximately proportional increase in the steam / oxygen ratio, which is largely independent of the flow conditions, is uniform and one of the quantities of heat transferred by the inner jacket becomes effective near the wall, whereby the steam / acid substance ratio largely independent of the variations in the ash melting behavior
des Vergasungsmittels bis zu einem durch die Schlackegröße "begrenzten Wert abgesenkt werden kann, ohne daß Verschlackungen auftreten.of the gasifying agent can be lowered to a limited by the slag size "value without slagging occur.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Ökonomie des Verfahrens der Pestbettdruckvergasung.The aim of the invention is to increase the economy of the method of Pestbettdruckvergasung.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die eine Absenkung ,des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses durch Zuführung des Manteldampfes und einer geringen Sperrdampfmenge unterhalb des Drehrostes gestattet.The invention has for its object to develop a method and apparatus that allows a reduction of the steam / oxygen ratio by supplying the jacket steam and a small amount of sealing steam below the rotary grate.
Der Manteldampf und eine geringe Sperrdampfmenge werden in dasDruckgehäuse so eingespeist, daß diese in den durch Abböschung der Schüttung unter dem Drehrost vorhandenen Hohlraum strömt. Das aus den Düsenöffnungen dicht oberhalb der Drehrostunterkante austretende Vergasungsmittel strömt zur Generatorwand. Auf Grund der inhomogenen Schüttung ist die Strömungsverteilung örtlich und zeitlich starken Schwankungen unterworfen. Die Schüttung wird in Wandnähe unterschiedlich stark durchströmt. In Gebieten starker Durchströmung ist mit erhöhter Schlackebildung zu rechnen. Da der Manteldampf und der Sperrdampf in unmittelbarer Wähe der DUsenöffnungen an der Drehrostunterkante anliegen, werden sie entsprechend den örtlichen Durchströmungsverhältnissen nahezu mengenproportional dem zur Generatorwand strömenden Vergasungsmittel zugemischt, d. h. der Dampf strömt am stärksten dorthin, wo die Hauptmenge des Vergasungsmittels zur Generatorwand strömt. Damit wird unabhängig von den Durchströmungsverhältnissen, wie z, B. Kanalbildung in Wandnähe, eine annähernd gleichmäßige Erhöhung des Dampf/Sauerstoff-The jacket steam and a small amount of sealing steam are fed into the pressure housing so that it flows into the cavity present under the rotating grate by erosion of the bed. The gasification agent emerging from the nozzle openings just above the bottom edge of the rotary grate flows to the generator wall. Due to the inhomogeneous bed flow distribution is subject to strong fluctuations in time and place. The fill is flowed through to varying degrees near the wall. In areas of strong flow, increased slag formation is to be expected. Since the jacket steam and the sealing steam in the immediate Wähe the DUsenöffnungen rest on the rotary grate bottom, they are mixed according to the local flow conditions almost amount proportional to the flowing to the generator wall gasification agent, ie, the steam flows most strongly to where the bulk of the gasification agent flows to the generator wall. Thus, regardless of the flow conditions, such as, for example, channel formation near the wall, an approximately uniform increase in the steam / oxygen
Verhältnisses im gesamten Wandbereich wirksam, ohne daß eine beträchtliche Vermischung mit dem in das Generatorzentrum vom Rostinneren mit niedrigerem Dampf/Sauerstoff- Verhältnis ausströmenden Vergasungsmittel möglich ist.Ratio effective throughout the wall range, without a considerable mixing with the gasification agent flowing out into the generator center of the lower vapor / oxygen rust inside the generator is possible.
Die vom Innenmantel übertragene Wärmemenge hängt im Wesentlichen davon ab, wie stark die Zone hoher Temperaturen in Wandnähe ausgedehnt ist, d. h. die Manteldämpfmenge nimmt unter den Bedingungen, die eine Verschlakkung des Generators begünstigen, zu. Eine derartige Erhöhung des Dampf/Säuerstoff»Verhältnisses in Wandnähe kompensiert bzw» verringert die beiden Hauptgefahrdungsbedingungen für die Bildung von Schlackewänden. Daß Dampf/ Säuerstoff-Verhältnis kann damit bis zu einem durch die angestrebte Schlackegröße begrenzten Wert abgesenkt werden. Die Absenkung kann weitgehend unabhängig von den Schwankungen des AscheschmeIzverhaltens erfolgen, da keine Verschlackungs- bzw, Wandbildungsgefährdungen bei den in- Frage kommenden Temperaturüberschreitungen auftreten.The amount of heat transferred from the inner jacket depends essentially on how much the zone of high temperatures near the wall is expanded, ie. H. the mantle damping amount increases under the conditions favoring fumigation of the generator. Such an increase in the steam / acid ratio in the vicinity of the wall compensates or reduces the two main hazards conditions for the formation of slag walls. That steam / acidity ratio can thus be lowered to a limited by the desired slag size value. The reduction can be largely independent of the variations in the ash-melting behavior, since there are no slagging or wall-forming hazards in the event of temperature overruns.
Bei Generatoren mit metallischem Innenmantel ohne Ausmauerung wird eine Absenkung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses infolge der verringerten Hochtemperaturbeanspruchung des Innenmantels möglich* Ein weiterer wesentlicher Effekt der Dampfzuführung besteht in der Erhöhung der Sicherheit gegenüber freiem Sauerstoff, der unter bestimmten Bedingungen im Bereich des Rostantriebs auftreten kann.In the case of generators with a metallic inner jacket without lining, a reduction in the steam / oxygen ratio is possible as a result of the reduced high-temperature stress on the inner jacket. * Another essential effect of the steam supply is to increase the safety against free oxygen, which under certain conditions can occur in the area of the grate drive ,
Die geringe Sperrdampfmenge dient dazu, den Eintritt von Vergasungsmittel in den Hochdruckdampfsammler, der in bestimmten Situationen möglich ist, zu vermeiden,, Eine längerfristige Überspeisung des HochdruckdampfSammlers wird durch eine zusätzliche Füllstandsüberwachung, beispielsweise durch eine Kopplung von Füllstandsmessung mit Absperrventil im Speisewasserzulauf, sicher ausgeschlossen. Im Falle einer kurzfristigen Überspeisung desThe small amount of sealing steam serves to prevent the entry of gasification agent into the high-pressure steam collector, which is possible in certain situations. A longer-term overfeeding of the high-pressure steam collector is reliably precluded by additional level monitoring, for example by coupling level measurement with a shut-off valve in the feed water inlet. In case of a short-term overdelivery of the
HochdruckdampfSammlers wird das Wasser gefahrlos über die Ascheschleiise abgeleitet. Der Druckausgleich zum Innenraum ist in allen Betriebszuständen über die ,Einspeiseleitung des Manteldampfes gewährleistet, Die bisher notwendige Verbindungsleitung vom Generator-Kühlsystem zur Rohgasleitung entfällt.High pressure steam collector, the water is safely discharged through the ash. The pressure equalization to the interior is ensured in all operating conditions on the, feed line of the jacket steam, The previously necessary connection line from the generator cooling system to the raw gas line deleted.
AusfUhrungsbeispielexemplary
In der zugehörigen Figur 1 sind ein Längsschnitt durch das Unterteil des Druckgasgenerator und das Schema der Dampfzuführung dargestellt.' In den Druckgasgenerator mit dem Außenmantel 1, dem Innenmantel 2, der Ausmauerung 3, dem Drehrost 4, dem Rostantrieb 5» der Vergasungsmittelleitung 6, wird unterhalb des Drehrostes 4 durch das Mannloch 7 mit einer DampfzufUhrungsvorrichtung 8 Dampf aus der Dampfleitung 9 eingespeist. Der Dampf strömt in den Hohlraum 10 unter dem Drehrost 4 und vermischt sich mengenproportional mit dem aus den DUsenöffnungen an der Drehrostunterkante austretenden Vergasungsmittel. Damit wird eine annähernd gleichmäßige Erhöhung des Dampf/ Sauerstoff-Verhältnisses im gesamten Wandbereich wirksam.In the accompanying figure 1 a longitudinal section through the lower part of the compressed gas generator and the scheme of the steam supply are shown. In the compressed gas generator with the outer shell 1, the inner shell 2, the lining 3, the rotary grate 4, the grate drive 5 »the gasification agent 6, below the rotary grate 4 through the manhole 7 with a DampfzufUhrungsvorrichtung 8 steam from the steam line 9 is fed. The vapor flows into the cavity 10 under the rotary grate 4 and mixes proportionately proportional to the gasifying agent emerging from the nozzle openings at the rotary grate lower edge. Thus, an approximately uniform increase in the steam / oxygen ratio in the entire wall area is effective.
Durch die Manteldampfleitung 11 strömt in Abhängigkeit von der thermischen Belastung des Innenmantels 2 eine Dampfmenge von 0,5 - 2 t/h. Über die, Sperrdampfleitung 12 wird eine geregelte Sperrdampfmenge von 0,5 t/h in die Manteldampfleitung 11 eingespeist. Die Regelung der Sperrdampfmenge erfolgt mittels der Blendenmessung 13 und dem Regelventil 14. Der Sperrdampf verhindert, daß bei allen Betriebsbedingungen Vergasungsmittel in das Generatorkühlsystem strömen kann. Die zugefUhrte Dampfmenge entspricht in ihrer Tendenz der vom Innenmantel übertragenen Wärmemenge.As a function of the thermal load of the inner jacket 2, a steam quantity of 0.5-2 t / h flows through the jacket steam line 11. About the, sealing steam line 12, a regulated amount of sealing steam of 0.5 t / h is fed into the jacket steam line 11. The control of the amount of sealing steam is carried out by means of the diaphragm measurement 13 and the control valve 14. The sealing steam prevents gasification agent can flow into the generator cooling system under all operating conditions. The added amount of steam corresponds in its tendency to the amount of heat transferred from the inner jacket.
Eine Überspeisung des HochdruckdampfSammlers 15 wird 'An overfeed of the high-pressure steam collector 15 is'
durch die .füllstandsmessung 16, die bei Hochalarm die Speisewasserzufuhr über die Einspeiseleitung für Wasser' 17 mit dem Absperrventil 18 unterbricht, vermieden.'by the .füllstandsmessung 16, which interrupts the feed water supply via the feed line for water '17 with the shut-off valve 18 in high alarm avoided. '
Mit einer derartigen Erhöhung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses in Wandnähe um mindestens eine Einheit werden die beiden Hauptgefährdungsbedingungen für die Bildung von Schlackewänden verringert bzw, kompensiert. Unter Berücksichtigung der erhöhten Sicherheit gegenüber Verschlackungen kann das Dampf/Sauerstoff-Verhältnis des Vergasungsmittels um 1. bis 2 Einheiten, entsprechend einer Dampfeinsparung von 2 bis 6 t/h, gesenkt werden. Die Fahrweise, des ausgemauerten Generators wird der Fahrweise eines nicht ausgemauerten Generators angeglichen.With such an increase of the steam / oxygen ratio near the wall by at least one unit, the two main hazard conditions for the formation of slag walls are reduced or compensated. Taking into account the increased safety against slagging, the vapor / oxygen ratio of the gasifying agent can be reduced by 1 to 2 units, corresponding to a steam saving of 2 to 6 t / h. The driving style of the bricked-out generator is adapted to the driving style of a non-bricked generator.
Durch die Dampfeinspeisung unter den Drehrost wird die AnlagenSicherheit erhöht, indem Op-Anreicherungen im Bereich -des Rostantriebes und der Ascheschleuse ausgeschlossen werden. . .The steam supply under the rotary grate increases the safety of the system by eliminating the possibility of oil accumulation in the area of the grate drive and the ash sluice. , ,
Der Hochdruckdampfsammler 15 ist über, die Steigleitung und über die Falleitung 20 mit dem Innenmantel 2 verbunden.The high-pressure steam collector 15 is connected to the inner casing 2 via the riser pipe and via the downpipe 20.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102007035301A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-29 | Lurgi Gmbh | Method for treating raw gas produced by pressure gasification of solid fuels for manufacturing synthesis gas or hydrogen, comprises subjecting the grained fuels at a head of a pressure carburetor with ash- and water content |
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1983
- 1983-03-11 DD DD24871583A patent/DD215565B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
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| DE102007035301A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-29 | Lurgi Gmbh | Method for treating raw gas produced by pressure gasification of solid fuels for manufacturing synthesis gas or hydrogen, comprises subjecting the grained fuels at a head of a pressure carburetor with ash- and water content |
| DE102007035301B4 (en) * | 2007-07-27 | 2009-04-30 | Lurgi Gmbh | Process and device for the utilization of brine obtained in the biological treatment of gas condensate |
Also Published As
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| DD215565B1 (en) | 1990-10-10 |
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