DD215565B1

DD215565B1 - METHOD FOR REDUCING THE STEAM / OXYGEN CONTENT OF PRESSURE GASIFICATION

Info

Publication number: DD215565B1
Application number: DD24871583A
Authority: DD
Inventors: Dieter Eidner; Bernd Meyer; Siegfried Paul; Wilhelm Hoppe; Karl-Dieter Roscher
Original assignee: Freiberg Brennstoffinst
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1990-10-10
Also published as: DD215565A1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Senkung des Dampf-ZSauerstoff-Verhältnisses von Druckgasgeneratoren.The invention relates to a method for lowering the vapor-to-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 Generatorprozesses dar.The maximum temperature which can be moved 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 Faktoren, wie die Reaktionsfähigkeit der Kohle und Ungleichmäßigkeiten in der Schüttgutdurchströmung, 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. Der Dampfüberschuß bewirkt sowohl eine direkte ökonomische Belastung als auch verfahrenstechnische Nachteile, wie erhöhter Staubaustrag, Instabilität der Schüttgutdurchströmung und Erhöhung der Rohgasaustrittstemperatur.The only control parameter for the maximum temperature is the vapor / oxygen ratio of the gasification agent. Other non-influenceable factors, such as the reactivity of the coal and irregularities in the flow of bulk material, lead locally and temporally limited to significant temperature excesses. In order to avoid the formation of slag walls under the conditions of melting point fluctuations of the feed coal, the steam / oxygen ratio must be driven considerably higher than would be necessary for the actual process. The excess steam causes both a direct economic burden and procedural disadvantages, such as increased dust discharge, instability of the flow of bulk material and increase the raw gas outlet temperature.

ImWP 133818 wird vorgeschlagen, durch tangentiales Einblasen von Dampf am Innenmantel des Generators das Dampf-/ Sauerstoff-Verhältnis des am Rand strömenden Vergasungsmittels gezielt zu erhöhen. Da die Dampfeinspeisung jedoch sehr weit von dem aus dem Drehrost austretenden Vergasungsmittel entfernt ist, wird nicht gewährleistet, 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.In WP 133818 it is proposed to increase the steam / oxygen ratio of the gasification agent flowing at the edge by tangential injection of steam on the inner jacket of the generator. However, since the steam feed is very far away from the gasification agent leaving the rotary grate, it is not guaranteed that the cooling steam will flow to where it is due to the gasification reactions at the generator wall for slag formation. The strength of the thermal load on the inner wall is also disregarded. The proposed method must therefore be considered insufficient.

Weiterhin ist die technische Realisierung dieser Lösung schwierig. Eine gleichmäßige Verteilung des Dampfes über dem Umfang des Innenmantels erfordert die Realisierung mehrerer Dampfeinleitungsrohre, die durch den Druckmantel und den Innenmantel des Druckgasgenerators hindurchzuführen sind.Furthermore, the technical realization of this solution is difficult. A uniform distribution of the steam over the circumference of the inner shell requires the realization of several steam inlet pipes to be passed through the pressure jacket and the inner jacket of the compressed gas generator.

Bekannt ist weiterhin die Zumischung des im Generatorkühlmantel erzeugten Manteldampfes einschließlich einer geringen Sperrdampfmenge zum Vergasungsmittel.Also known is the admixing of the jacket steam generated in the generator cooling jacket including a small amount of sealing steam to the gasification agent.

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.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.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Ökonomie des Verfahrens der Festbettdruckvergasung.The aim of the invention is to increase the economics of the fixed bed pressure gasification process.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das eine Absenkung des Dampf-ZSauerstoff-Verhältnisses und eine Erhöhung der Betriebssicherheit ermöglicht.The invention has for its object to develop a method that allows a reduction of the vapor-to-oxygen ratio and an increase in reliability.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Manteldampf und Sperrdampf in den Hohlraum unterhalb des Drehrostes eingeleitet werden, der sich durch die Abböschung des Schüttgutes an der Unterkante des Drehrostes ausbildet. Da dieser Hohlraum unmittelbar an die dicht über der Drehrostunterkante angeordneten Austrittsöffnungen für das Vergasungsmittel angrenzt, werden der Manteldampf und der Sperrdampf entsprechend den örtlichen Strömungsverhältnissen nahezu mengenproportional dem zur Generatorwand strömenden Vergasungsmittel zugemischt, d. h. der Dampf strömt am stärksten dorthin, wo die Hauptmenge des Vergasungsmittels zur Generatorwand strömt.According to the invention this is achieved in that jacket steam and sealing steam are introduced into the cavity below the rotary grate, which is formed by the erosion of the bulk material at the lower edge of the rotary grate. Since this cavity is immediately adjacent to the outlet openings for the gasification agent, which are arranged closely above the bottom edge of the rotary grate, the jacket steam and the sealing steam are mixed in proportion to the proportion of gas flow to the generator wall in accordance with local flow conditions. H. the steam flows most strongly to where the majority of the gasifying agent flows to the generator wall.

Damit wird unabhängig von den Durchströmungsverhältnissen, wie z. B. Kanalbildung in Wandnähe, eine annähernd gleichmäßige Erhöhung des Dampf-/Sauerstoff-Verhältnisses im gesamten Wandbereich wirksam, ohne daß eine beträchtliche Vermischung mit dem in das Generatorzentrum vom Rostinneren mit niedrigem Dampf-/Sauerstoff-Verhältnis ausströmenden Vergasungsmittel möglich ist. Das Dampf-/Sauerstoff-Verhältnis kann damit bis zu einem durch die angestrebte Schlackegröße begrenzten Wert abgesenkt werden.This is independent of the flow conditions, such. B. channeling near the wall, an approximately uniform increase in the steam / oxygen ratio in the entire wall area effectively, without a considerable mixing with the outflowing into the generator center of the rust inside with low vapor / oxygen ratio gasification agent is possible. The steam / oxygen ratio can thus be lowered to a value limited by the desired slag size.

Bei Generatoren mit metallischem Innenmantel ohne Ausmauerung wird eine Absenkung-des DampfVSauerstoff-Verhältnisses infolge der verringerten Hochtemperaturbeanspruchung des Innenmantels möglich.For generators with metallic inner shell without lining a lowering of the vapor-oxygen ratio due to the reduced high temperature stress of the inner shell is possible.

Ein weiterer wesentlicher Effekt der erfindungsgemäßen Dampfeinleitung besteht in der Erhöhung der Betriebssicherheit, weil das Eindringen von Vergasungsmittelgemisch in das unterhalb des Drehrostes gelegene Druckgehäuse und damit die Anreicherung von Sauerstoff im Bereich des Rostantriebes verhindert bzw. stark eingeschränkt wird.Another important effect of the vapor introduction according to the invention is to increase the reliability because the penetration of Vergasungsmittelgemisch in the location below the rotary grate pressure housing and thus the accumulation of oxygen in the region of the grate drive is prevented or severely limited.

Ausführungsbeispielembodiment

In der zugehörigen Figur 1 sind ein Längsschnitt durch das Unterteil des Druckgasgenerators und das Schema der Dampfzuführung dargestellt.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 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 Dampfzuführungsvorrichtung 8 Dampf aus der Dampfleitung 9 eingespeist. Der Dampf strömt in den Hohlraum 10 unter den Drehrost 4 und vermischt sich mengenproportional mit dem aus den Düsenöffnungen an der Drehrostunterkante austretenden Vergasungsmittel. Damit wird eine annähernd gleichmäßige Erhöhung des Dampf-/Sauerstoff-Verhältnisses im gesamten Wandbereich wirksam.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 line 6, below the rotary grate 4 through the manhole 7 with a steam supply device 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 0,5-2t/h. Über die Sperrdampfleitung 12 wird eine geregelte Sperrdampfmenge von 0,5t/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 zugeführte Dampfmenge entspricht in ihrer Tendenz der vom Innenmantel übertragenen Wärmemenge.Through the jacket steam line 11 flows in response to the thermal load of the inner shell 2, a steam amount of 0.5-2t / h. Via 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 amount of steam supplied corresponds in its tendency to the amount of heat transferred from the inner jacket.

Eine Überspeisung des Hochdruckdampfsammlers 15 wird durch die Füllstandsmessung 16, die bei Hochalarm die Speisewasserzufuhr über die Einspeiseleitung für Wasser 17 mit dem Absperrventil 18 unterbricht, vermieden.An overfeed of the high-pressure steam collector 15 is avoided by the level measurement 16, which interrupts the feedwater supply via the feed line for water 17 with the shut-off valve 18 at high alarm.

Durch die Erhöhung des Dampf'/Sauerstoff-Verhaltnisses in Wandnähe um mindestens eine Einheit wird die Gefahr der Bildung von Schlackewänden stark eingeschränkt. Damit kann das Dampf'/Sauerstoff-Verhaltnis des Vergasungsmittels um 1-2 Einheiten, entsprechend einer Dampfeinsparung von 2-6t/h, gesenkt werden. Durch die Dampfeinspeisung unter den Drehrost wird die Anlagensicherheit erhöht, indem O₂-Anreicherungen im Bereich des Rostantriebes und der Ascheschleuse ausgeschlossen bzw. eingeschränkt werden.Increasing the steam / oxygen ratio near the wall by at least one unit greatly reduces the risk of slag wall formation. Thus, the vapor / oxygen ratio of the gasifying agent can be lowered by 1-2 units, corresponding to a steam saving of 2-6t / h. The steam supply under the rotary grate increases plant safety by excluding or restricting O ₂ enrichments in the area of the grate drive and the ash sluice.

Der Hochdruckdampfsammler 15 ist über die Steigleitung 19 und über die Falleitung 20 mit dem Innenmantel 2 verbunden.The high-pressure steam collector 15 is connected via the riser 19 and the Falleitung 20 with the inner shell 2.

In Betracht gezogene Druckschriften: DD-PS 93217 (C10J,3/06)Documents considered: DD-PS 93217 (C10J, 3/06)

„Die Gaserzeuger" von H.R.Trenkler, Berlin, Verlag von Julius Springer, 1923, S. 105"The Gas Generators" by H.R.Trenkler, Berlin, published by Julius Springer, 1923, p. 105

Claims

A method for reducing the vapor-oxygen ratio and to increase the reliability by preventing the O ₂ enrichments in the generator lower part in the pressure gasification, wherein one of the transmitted from the inner shell of the compressed gas generator heat quantity jacket steam quantity and a small amount of sealing steam is used to shut off the gasification agent, characterized characterized in that below the rotary grate in the cavity formed by the erosion of the bulk material at the lower edge of the rotary grate of the jacket steam and the sealing steam is supplied.

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