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DE2737654A1 - Vorrichtung zum abkuehlen der festen vergasungsrueckstaende eines unter ueberdruck betriebenen wirbelbett-generators - Google Patents

Vorrichtung zum abkuehlen der festen vergasungsrueckstaende eines unter ueberdruck betriebenen wirbelbett-generators

Info

Publication number
DE2737654A1
DE2737654A1 DE19772737654 DE2737654A DE2737654A1 DE 2737654 A1 DE2737654 A1 DE 2737654A1 DE 19772737654 DE19772737654 DE 19772737654 DE 2737654 A DE2737654 A DE 2737654A DE 2737654 A1 DE2737654 A1 DE 2737654A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
housing
generator
gasification residues
residues
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19772737654
Other languages
English (en)
Inventor
Guenther Dipl Chem Dr Velling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinbraun AG
Original Assignee
Rheinische Braunkohlenwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinische Braunkohlenwerke AG filed Critical Rheinische Braunkohlenwerke AG
Priority to DE19772737654 priority Critical patent/DE2737654A1/de
Priority to AU38946/78A priority patent/AU3894678A/en
Priority to ZA00784668A priority patent/ZA784668B/xx
Priority to GB7833866A priority patent/GB2002890A/en
Priority to FR7824140A priority patent/FR2400551A1/fr
Publication of DE2737654A1 publication Critical patent/DE2737654A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/20Arrangements for treatment or cleaning of waste gases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

Vorrichtung zum Abkühlen der festen Vergasungsrückstände
eines unter Überdruck betriebenen Wirbelbett-Generators
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen der festen Vergasungsrückstände eines unter Überdruck betriebenen Wirbelbett-Generators .
In vielen Fällen wird die dem Generator aufgegebene Kohle nur teilweise vergast, so dass erhebliche Mengen an festen Vergasungsrückständen in Form von Koks entstehen, die aus dem Generator abgeführt werden müssen. Die nur teilweise Vergasung ist im wesentlichen dadurch bedingt, dass mit fortschreitender Umsetzung der verbleibende feste Kohlenstoff reaktionsträger
wird. Dieser Effekt wird durch den mit zunehmender Umsetzung
grosser werdenden Aschegehaltes des verbleibenden festen Kohlenstoffes noch verstärkt.
Es ist vielfach üblich und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
auch notwendig, einen Wirbelbett-Generator, in dem beispielsweise Kohle, vorzugsweise Braunkohle, hydrierend vergast wird, mit hohem überdruck, z. B. 100 bar, zu betreiben. Diesem Sach-
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verhalt ist beim Herausführen der festen Vergasungsrückstände Rechnung zu tragen. Es sind somit Einrichtungen vorzusehen, durch die je nach Betriebserfordernis der Koks aus dem Generator herausgeführt werden kann, ohne dass dadurch eine Wirbelbettveränderung innerhalb des Generators entsteht. Dies muss selbstverständlich auch für den Dauerbetrieb eines solchen Generators gelten. Im allgemeinen wird es bei Vorliegen der genannten Voraussetzungen notwendig sein, die festen Vergasungsrückstände abzukühlen, bevor sie durch diese Einrichtung herausgeführt werden können.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass die festen Vergasungsrückstände auf ein Temperaturniveau, im allgemeinen unter etwa 300° C und insbesondere 280° C, abgekühlt werden können, welches es ohne Schwierigkeiten zulässt, sie aus dem Generator herauszuführen. Die Vorrichtung soll in ihrem Aufbau einfach und übersichtlich sein. Zudem wird eine möglichst grosse Kühlleistung angestrebt, um die Vorrichtung so klein wie möglich zu halten.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass dem Generator unmittelbar ein Gehäuse nachgeschaltet ist, dessen Begrenzungswände im Kühlbereich innenseitig mit von einem Kühlmedium durchflossenen Kühlrohren versehen sind, und das Gehäuse an einer oder mehreren Stellen, insbesondere am unteren Ende, mit Einlassöffnungen für ein Gas oder Gasgemisch zum Wirbeln der Vergasungsrückstände in dem Gehäuse und wenigstens mit einer
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durch eine Vorrichtung zum Ausschleusen der Vergasungsrückstände verschliessbaren Auslassöffnung für die festen Vergasungsrückstände versehen ist- Um während des Durchganges der Vergasungsrückstände den Wärmeaustausch zu verbessern, ist es von Vorteil, die Vergasungsrückstände durch das in das Gehäuse eingeführte Gas oder Gasgemisch aufzuwirbeln, so dass ein Wirbelbett entsteht, dessen in ständiger Bewegung sich befindlichen Teilchen im Zuge ihres Durchgangs durch das Gehäuse mit den von den Rohren gebildeten Kühlflächen in Berührung kommen. Auf diese Weise wird auch dann, wenn das Gehäuse zwischen dem Generator und der Auslassöffnung relativ kurz ist, eine ausreichende Kühlleistung erzielt.
Die Vorrichtung zum Ausschleusen der Vergasungsrückstände ist vorteilhaft als Zellenrad ausgebildet.
Die Kühlrohre sind vorteilhaft schlangenförmig angeordnet und darüber hinaus gegebenenfalls auch bestiftet. Im allgemeinen wird es zweckmässig sein, die Kühlrohre dicht aneinanderliegend anzuordnen, so dass sie in ihrer Gesamtheit im Gehäuse praktisch einen Innenmantel bilden.
Weiterhin ist eine Ausgestaltung zweckmässig, bei welcher sich das Gehäuse wenigstens auf Teilen seiner Länge in Richtung auf die Auslassöffnung verengt. Ferner kann das rohr- oder schachtförmige Gehäuse im unteren Bereich in zwei oder mehr Einzelrohre oder dgl. unterteilt sein. Beispielsweise ist eine Ausgestaltung nach Art eines Hosenrohres denkbar. Dies ist ebenfalls einem schnelleren Wärmeübergang und somit einer grössaren Kühlleistung
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dienlich. Am oberen Ende des Gehäuses sollte dessen Quetschnittsfläche zweckmässig der unteren Querschnittsfläche des Wirbelbett-Generators entsprechen.
Von besonderem Vorteil ist es, als Kühlmedium Wasser einzusetzen. Da mit zunehmendem Druck die Sättigungstemperatur des Wasserdampfes steigt, kann die Kühlleistung durch entsprechende Einstellung der Temperaturen in den Kühlrohren über den Druck beeinflusst werden.
Das Gas oder Gasgemisch zum Wirbeln der festen Vergasungsrückstände kann so gewählt sein, dass es im Generator als Vergasungsmittel Verwendung findet. Der Vergasungsrückstand soll möglichst schnell auf solche Tempraturen gekühlt werden, dass im Kühlbereich eine Reaktion zwischen Vergasungsmittel, ζ. Β. Wasserstoff, und Koks nicht stattfindet. Selbstverständlich können auch andere Gase oder Gasgemische als Kühlemittel Verwendung finden, z. B. Stickstoff, Kohlendioxid oder Rohgas aus dem Generator. Voraussetzung ist lediglich, dass sie den oberhalb des Kühlbereiches im Generator stattfindenden Vergasungsprozess nicht negativ beeinflussen.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Abkühlen von Restkoks im Schema dargestellt.
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In der Zeichnung ist mit 1 der untere Endbereich eines Wirbelbett-Generators bezeichnet, an den sich nach unten ein Gehäuse 2 anschliesst, welches unterseitig mit einer Auslassöffnung 3 versehen ist, der ein Zellenrad 4 nachgeschaltet ist.
Die Innenfläche des Gehäuses 2 ist im Kühlbereich mit schlangenförmig verlaufenden Rohrleitungen 5 abgedeckt, die in bekannter Weise bestiftet sind. Die Rohrleitungen sind so angeordnet, dass sie aneinander anliegen. In diesen Rohrleitungen findet ein Zwangsumlauf von Wasser statt, welches als Kühlmedium dient.
Nahe dem unteren Ende des Gehäuses 2 ist dieses mit einer Einlassöffnung versehen, durch die ein Gas oder Gasgemisch 6 in das Gehäuse 2 eingeblasen wird. Dieses Gas oder Gasgemisch muss selbstverständlich mit einem höheren Druck eingeblasen werden als dem Druck, der im Inneren von Generator 1 und Gehäuse 2 herrscht.
Der aus dem Generator 1 kommende Restkoks 7 tritt mit einer Temperatur von z. B. 900 C in das Gehäuse 2 ein. Aufgrund des von unten zugeführten Gases oder Gasgemisches 6 bildet sich auch im Gehäuse 2 eine Art Wirbelbett aus. Dadurch wird der im Gehäuse 2 befindliche Restkoks durch diese Gase so in Bewegung gehalten, dass nicht nur die äusseren Schichten des das Gehäuse 2 von oben nach unten durchlaufenden Kokses mit den Kühlrohren in Verbindung kommen, sondern vielmehr ein ständiger Austausch zwischen den äusseren und inneren Koksschichten im Gehäuse stattfindet. Die Eingangstemperatur des Gases oder Gasgemisches 6 ist zur Verbes-
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serung der Kühlwirkung so niedrig wie möglich zu halten.
Das Zellenrad 4 fördert den Koks in einen unter dem Druck des Generators 1 und des Gehäuses stehenden Behälter, aus dem der Koks über Druck-Schleusen oder dgl.abgeführt wird.
Bei einer Durchsatzleistung von 4 t/h und einer Höhe des Kühlbereiches im Gehäuse 2 von etwa 3,5 m kann eine Temperaturverringerung von 900 C auf etwa 200 C in Höhe der Auslassöffnung 3 erreicht werden, dies bei einem Innendurchmesser des Generators von 1 m, einem Innendurchmesser des Gehäuses im unteren, engeren Bereich von 0,4 m und einem Innendurchmesser der Rohre 5 von 50 mm.
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Claims (11)

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Abkühlen der festen Vergasungsrückstände eines unter Überdruck betriebenen Wirbelbett-Generators, dadurch gekennzeichnet, dass dem Generator (1) unmittelbar ein Gehäuse (2) nachgeschaltet ist, dessen Begrenzungswände im Kühlbereich innenseitig mit von einem Kühlmedium durchflossenen Kühlrohren (5) versehen sind und das Gehäuse (2) an einer oder mehreren Stellen, insbesondere am unteren Ende, mit Einlassöffnungen für ein Gas oder Gasgemisch (6) zum Aufwirbeln der Vergasungsrückstände in dem Gehäuse und wenigstens mit einer, durch eine Vorrichtung zum Ausschleusen der Vergasungsrückstände verschliessbaren Auslassöffnung (3) für die festen Vergasungsrückstände versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel Wasser ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (3) durch ein Zellenrad verschliessbar ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (5) schlangenförmig angeordnet sind.
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ORIGINAL INSPECTED
_ ο —
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (5) bestiftet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (5) dicht aneinanderliegend angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) sich wenigstens auf Teilen seiner Länge in Richtung auf die Auslassöffnung (3) verengt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (2) im unteren Bereich in zwei oder mehr Einzelrohre unterteilt ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Querschnittsfläche des Gehäuses (2) der unteren Querschnittsfläche des Wirbelbett-Generators (1) entspricht.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des in den Kühlrohren (5) fliessenden Mediums einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas oder Gasgemisch (6) zum Wirbeln der festen Vergasungsrückstände im Generator (1) als Vergasungsmittelbar verwendbar ist.
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DE19772737654 1977-08-20 1977-08-20 Vorrichtung zum abkuehlen der festen vergasungsrueckstaende eines unter ueberdruck betriebenen wirbelbett-generators Pending DE2737654A1 (de)

Priority Applications (5)

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AU38946/78A AU3894678A (en) 1977-08-20 1978-08-16 Cooling solid gasification residues from fluidized bed
ZA00784668A ZA784668B (en) 1977-08-20 1978-08-16 Apparatus for the cooling of solid gasification residues of a fluidized bed generator operated under excess pressure
GB7833866A GB2002890A (en) 1977-08-20 1978-08-18 Apparatus for the cooling of solid gasification residues of a fluidized bed generator operated under excess pressure
FR7824140A FR2400551A1 (fr) 1977-08-20 1978-08-18 Dispositif de refroidissement des residus solides de gazeification d'un generateur a lit fluidise en surpression

Applications Claiming Priority (1)

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DE19772737654 Pending DE2737654A1 (de) 1977-08-20 1977-08-20 Vorrichtung zum abkuehlen der festen vergasungsrueckstaende eines unter ueberdruck betriebenen wirbelbett-generators

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AU (1) AU3894678A (de)
DE (1) DE2737654A1 (de)
FR (1) FR2400551A1 (de)
GB (1) GB2002890A (de)
ZA (1) ZA784668B (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856059A1 (de) * 1978-12-23 1980-07-10 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren und vorrichtung zum kuehlen fester vergasungsrueckstaende

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DE3446808C2 (de) * 1984-12-21 1987-06-04 L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach Verfahren und Vorrichtung zur trockenen Schlackenausschleusung aus unter Druck stehenden Systemen

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AU3894678A (en) 1980-02-21
FR2400551A1 (fr) 1979-03-16
ZA784668B (en) 1979-08-29
GB2002890A (en) 1979-02-28

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