DE3346105C2 - Generator zum Vergasen von Brennstoffen fester wie auch flüssiger und/oder gasförmiger Art - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vergasen fester, flüssiger und/oder gasförmiger Kohlenstoffträger in einem Reaktorbehälter unter Atmosphärendruck, in welchem der feste Kohlenstoffträger ein das Behälterinnere von oben nach unten durchlaufendes Festbett bildet, zu welchem Vergasungsmittel, z. B. Sauerstoff und Dampf, gegebenenfalls zusammen mit dem flüssigen und/oder gasförmigen Kohlenstoffträger, im Gegenstrom führbar sind, wobei das Produktgas im oberen Bereich des Reaktorbehälters abziehbar und die sich bildende flüssige Schlacke mittels eines Drehrostes über einen Ringkanal am unteren Ende des Reaktorbehälters austragbar ist. Um Kohlenstoffträger mit unterschiedlichen Ascheeigenschaften problemlos vergasen zu können, ist nach der Erfindung im wesentlichen vorgesehen, daß der Drehrost vertikal, also in axialer Richtung verstellbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Generator zum Vergasen von Festbrennstoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Generator ist aus der GB-PS 14 774/1911 bekannt. Bei dem bekannten Vorschlag dient die Drehbarkeit und Höhenverstellbarkeit des Rostes zum Aufwirbeln und Bewegen der Kohle während des kontinuierlichen Arbeitens des Generators, um die Gaserzeugung zu erhöhen, Risse und öffnungen zu schließen und die Entstehung von großen Kohlestücken zu verhindern. Dabei bei der Drehung und Höhenverstellung des Rostes die Bemessung des ringförmigen Auslasses am unteren Ende des Reaktors nicht verändert.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Generator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2, mit welchem nicht nur Festbrennstoffe aller Art, sondern zusätzlich auch flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe vergast werden können. Ein solcher Generator ist aus der DE-PS 81 763 bekannt. Dieser bekannte Generator hat einen drehbaren und höhenverstellbaren Rost, dieser hat jedoch keine kegelförmige Oberfläche, sondern ist schief von einer zur anderen Seite abgeschnitten, so daß beim Drehen des Rostes die ganze Kohlenmasse auf dem Drehherd gehoben und gesenkt wird, um das Brennmaterial während der Drehung des Herdes durcheinander zu rühren und die Asche nach unten zu befördern. Durch Öffnungen in der Schachtwandung wird vorverdampftes öl in die glühende Kohlenmass^ gejagt. Aus der GB-PS 13 093/1911 ist ein Generator mit

ίο einem Kegeldrehrost bekannt, dessen Schachtquerschnitt im Bereich des Kegeidrehrostes eine nasenförmige Einziehung hat. Der Kegeldrehrost ist jedoch nicht höhenverstellbar. Fernsr verläuft der überwiegende Teil der Unterseite der nasenförmigen Einziehung im wesentlichen horizontal, während sie nur am inneren Ende im Bereich der Scheitellinie leicht abgeschrägt ist und dort Vergarnungsmitteleinlässe aufweist.

Bei einem aus der GB-PS 6 54 280 bekannten Generator zur Erzeugung von Wassergas aus Schweröl ist vorgesehen, das Schweröl über in das Schachtinnere verschiebbare Lanzen mit nach unten auf den Brennstoff gerichteten Düsen in das Schachtinnere einzusprühen.

Die AT-PS 1 88 007 beschreibt einen Generator zur Vergasung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, bei welchem die flüssigen Kohlenwasserstoffe mittels Düsen gleichzeitig mit Luft in den ein festes Brennstoffbett enthaltenen Generator eingeführt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Generator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Anspruchs 2 so weiterzubilden, daß er für den Einsatz einer breiten Festbrennstoffpalette, von Koks über Braun- und Heizkohle, Ballastkohle bis hin zu Hausmüll und Industrieabfällen geeignet ist wobei außerdem zusätzlich der Einsatz von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen möglich isi.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 gelöst.

Dadurch wird ein in seiner Breite verstellbarer Ringquerschnitt für das Nachrutschen des Asche- bzw. Schlackestromes bei im wesentlichen gleichbleibender Schräglage des die Mittelebene des Ringkanals bildenden Kegelmantels erzielt. Demzufolge wird nicht nur eine Abkopplung der Festbettauflockerung von der Steuerung der auszutragenden Asche- bzw. Schlackcmenge und Sauerstoffmenge in den Drehrostgenerator erzielt wodurch gleichzeitig der Einsatz einer breiten Festbrennstoffpalette bis hin zu flüssigen und/oder gasförmigen Kohlenstoffträgern ermöglicht wird; durch die Höhenverstellbarkeit des Drehrostes kann außerdem die Asche- bzw. Schlackehöhe unabhängig von den Prozeßparametern eingestellt werden. Bei Einsatz von Festbrennstoffen kann so aufgrund der Veränderbarkeit des Ringquerschnittes in ein und demselben Generator von Koks über Braun- und Steinkohle bis zu Hausmüll eine breite Palette vergast werden. Zur Regelung der kontinuierlichen Brennstoffzufuhr dient demnach neben der Temperatur im Bereich der Asche- bzw. Schlackezone der vertikale Stellweg des Drehrostes.

Die Höhenverstellbarkeit des Kegeldrehrostes kann beispielsweise über einen hydraulischen Stellantrieb vertikal in Richtung der Festbettachse erfolgen. Die Höhenverstellbarkeit sollte wenigstens 200 bis 300 mm bctragen. Die Höhe des die Einziehung der Schachtquerschnittes bildenden Vorsprunges mit einem unteren Kantenwinkel welcher der Neigung der benachbarten konischen Kegeldrehrostoberfläche entspricht, liegt

beispielsweise in der Größenordnung von 1 m. Mit Hilfe der Injektorlanzen gelangen die ggf. eingesetzten flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffe in die heiße Asche- bzw. Schlackezone des Festbettes. Die Injektorlanzen können längsverschiebbar in der Schachtwandung gehalten sein. Durch die variable Eindringtiefe der Injektorlanzen können entstehende Randfeuer beherrscht und insbesondere bei großen Schachtquerschnitten eine Vergleichmäßigung der Gasströmung erzielt werden. Bei nur zeitweise verfügbaren Flüssigrückständen können die Iniektorlanzen entweder aus dem Asche- bzw. Schlackebett gezogen oder als Verteilungsdüsen für Sauerstoff, Luft und/oder Dampf eingesetzt werden.

Die Injektorlanzen münden vorteilhafterweise unrnittelbar oberhalb der Scheitellinie der Einziehung in das Schachtinnere und zwar vorteilhafterweise unter einem Winkel zwischen etwa 20 und 30° zur Horizontalen. Dabei sind sie gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal, vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 60°. auf die Kegeldrehrostoberflächen gerichtet. Ourch diese Maßnahme wird eine wirksame Vergasung der Brennstoffe erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur veranschaulicht schematisch einen die Erfindung aufweisenden Generator zur Vergasung von Brennstoffen gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Durch die mit einem Kegelverschlußkörper 3 verschließbare Brennstoffeinfüllöffnung 1 in der Decke eines Schachtes 15 wird fester Kohlenstoff träger in das Schachtinnere 20 zur Vergasung eingefüllt. In dem Schachtinneren 20 bildet sich ein von oben nach unten durchlaufendes Festbett, zu welchem Vergasungsmittel, beispielsweise Sauerstoff und Dampf im Gegenstrom geführt werden. Dabei werden Luft oder Sauerstoff beispielsweise durch eine Zuführungsleitung 12 und Dampf über eine Zuführungsleitung 13 Düsen 9 zugeführt, die unterhalb evnes Drehrostes 7 im unteren Bereich des Schachtes 15 angeordnet sind. Das in dem Schacht 15 entstehende Produktgas wird über Gasabzugsöffnungen 2, die im oberen Bereich der Seitenwandung des Schachtes 15 vorgesehen sind, aus dem Schachtinneren 20 herausgeführt. Die sich bei der Vergasung bildende trockene Asche oder Schlacke wird unten über einen Ringkanal 16, der zwischen der Schachtwandung und dem als Kegeldrehrost 7 ausgebildeten Rost freigehalten ist, aus dem Schachtinneren 20 herausgeführt und von einem Wasserbad in siner Wasserbadwanne 14 aufgefangen. Der Drehrost 7 ist auf der Wasserbadwanne 14 gehalten. Auf die Wasserbadwanne 14 wirkt ein Drehantrieb 11 ein, wodurch gleichzeitig auch der Kegeldrehrost 7 drehbar ist.

Der Schachtquerschnitt weist im Bereich des Kegeldrehrostes 7 eine im Querschnitt nasenförmige Einziehung 8 auf. Die Einziehung 8 hat eine dem Kegeldrehrost 7 zugewandte untere Schrägfläche 17 von etwa, der Neigung der benachbarten Kegeldrehrostoberfläche 18. Der Kegeldrehrost 7 ist mittels eines Antriebes 10, im dargestellten Falle hydraulischen Antriebes, höhenverstellbar. Damit ist die Breite des Ringkanals 16 ohne die Parallelität der Flächen 17 und 18 zu verändern, veränderbar. Unmittelbar oberhalb der Scheitellinie 19 der Einziehung 8 münden über den Schachtumfang verteilt Injektorlanzen 6 für die Einführung von flüssigen und/ oder gasförmigen Kohhnstoffträgern mit Sauerstoff und/oder Dampf in die Verbrennungszone des Festbettes. Der Sauerstoff wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Ventil 21 von der Zufuhrleitung 12 abgezweigt und in einem Injektor5 der Injektorlanie 6 mit dem über die Zuführungsleitung 4 zugeführten flüssigen oder gasförmigen Kohlenstoffträger gemischt. Die Injektorlanzen 6 sind längsverschiebbar in der Schachtwandung gehalten, so daß sie mehr oder weniger weit in das Schachtinnere 20 hineinragen können. Die Injektorlanzen 6 münden unter einem Winkel zwischen etwa 20 und 30° zur Horizontalen in das Schachtinnere 20. Die Injektorlanzen 6 sind in dem dargestellten Beispiel ferner unter einem Winkel von etwa 60° auf die Kegeldrehrostoberfläche 18 gerichtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Generator zum Vergasen von Festbrennstoffen aller Art, mit einem Schacht (15), der oben eine Brennstoffeinfüllöffnung (1) sowie eine Gasabzugsöffnung (2) und der unten Vergasungsmittelzuleitungen (12, 13) sowie einen höhen verstellbaren Kegeldrehrost (7)aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtquerschnitt im Bereich des Kegeldrehrostes (7) eine nasenförmige Einziehung (8) mit dem Kegeldrehrost (7) zugewandter Schrägfläche (17) von der Neigung der benachbarten Kegeldrehrostoberfläche (18) hat.

2. Generator zum Vergasen von Festbrennstoffen aller Art sowie von zusätzlichen flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen, mit einem Schacht (15), der oben eine Brennstoffeinfüllöffnung (1) sowie eine Gasabzugsöffnung (2) und der unten Vergasungsmittelzulertisngen (12,13) sowie einen höhenverstellbaren Drehrost aufweist, wobei im Schacht noch Zuführungen für die zusätzlichen Brennstoffe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß der Drehrost ein Kegeldrehrost (7) ist,
daß der Schachtquerschnitt im Bereich des Kegeldrehrostes (7) eine nasenförnvge Einziehung (8) mit dem Kegeldrehrost (7) zugewandter Schrägfläche (17) von der Neigung der benachbarten Kegeldrehrostoberfläche (18) hat, und

daß die Zuführung für die zusätzlichen Brennstoffe in die Verbre.innungszone gerichtete Injektorlanzen (6) sind.

3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorlan--in (6) unmittelbar oberhalb der Scheitellinie (19) der Einziehung (8) in

Ua3 OCIIÜCIILIIIIICI C \4V) tllUllUCII.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorlanzen (6) unter einem Winkel zwischen etwa 20 und 30° zur Horizontalen in das Schachtinnere (20) münden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorlanzen (6;, vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 60°, auf die Kegeldrehrostoberflächen (18) gerichtet sind.