DE4206758A1

DE4206758A1 - Gasification reactor, for fuel gas prodn. - has dust shield preventing ash entry into fuel gas withdrawal line

Info

Publication number: DE4206758A1
Application number: DE19924206758
Authority: DE
Inventors: Bernhard Bode
Original assignee: Individual
Current assignee: Bode Susanne Gesetzlich Vertreten Durch Bode E
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1993-09-09

Abstract

Gasification reactor, for fuel gas prodn. from gasifiable organic solids, has a gravity-feed shaft contg. a grate for supporing the solid charge, an ash space located below the grate for collecting solid residues and a fuel gas line for withdrawing fuel gas from the ash space. The novelty is that a dust shield (22) is located in front of the inlet opening of the fuel gas line (15) for retaining solid residues in the ash space (11). Pref. the dust shield at least partially encloses the fuel gas line (15) and diverts the fuel gas to effect centrifuged sepn. of solid residues before the gas enters the fuel gas line opening (16). The dust shield (22) and the fuel gas line (15) pref. from a double-walled tube and the dust shield has a fuel gas inlet opening (23) formed by a mouthpice (25) of toroidal form. ADVANTAGE - Entry of solid particles into the fuel gas line is prevented.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergasungsreak tor zur Erzeugung von Brenngas aus vergasbaren or ganischen Feststoffen, die in einem Schacht ober halb eines im Schacht eingesetzten Stützrostes eine Schüttgutschicht bilden. Die Feststoffe durchlaufen zu ihrer Vergasung den Schacht in Schwerkraftrich tung, wobei das dabei aus den Feststoffen gebildete Brenngas die Schüttgutschicht ebenfalls abwärts ge richtet durchströmt. Unterhalb des Stützrostes be findet sich ein Ascheraum, in den das Brenngas zu sammen mit den nach der Vergasung verbleibenden Fest stoffrückständen aus dem Schacht austritt. Das Brenn gas wird aus dem Ascheraum über eine Brenngaslei tung abgeleitet.The invention relates to a gasification craze Gate for the production of fuel gas from gasifiable or ganic solids in a shaft upper half of a support grate inserted in the shaft Form bulk layer. Run through the solids for their gasification the shaft in gravity tion, which is formed from the solids Fuel gas also moves down the bulk layer flows through. Be below the support grid there is an ash room in which the fuel gas is too together with the feast remaining after the gassing residues of material emerge from the shaft. The focal gas is extracted from the ash room via a fuel gas plant tion derived.

Ein Vergasungsreaktor dieser Art mit einer Brenn gasleitung, die unterhalb eines Stützrostes aus einer Brennkammer hinausgeführt ist, ist aus DE-PS 33 12 863 (PT 1.670) bekannt. In der Brenngas leitung wird ein vollständiger Ausbrand des in der Brennkammer gezündeten Brenngases erreicht. Beim Eintritt des Brenngases werden in die Brenngaslei tung auch Feststoffpartikeln mitgerissen, die - so weit sie noch brennbar sind - in der Brenngasleitung vollständig umgesetzt werden. Dieser das Aschevolu men verringernde Effekt ist insoweit nachteilig, als die Ascheteilchen von der Brenngasströmung auch bis zu den Wärmetauschern mitgeschleppt werden und sich dort absetzen.A gasification reactor of this type with a burner gas pipe, made from a support grate a combustion chamber is out DE-PS 33 12 863 (PT 1.670) known. In the fuel gas line will burn out completely in the Combustion chamber ignited fuel gas reached. At the Entry of the fuel gas will be in the fuel gas plant also entrained solid particles that - so as far as they are still flammable - in the fuel gas line to be fully implemented. This the Ashvolu The reducing effect is disadvantageous in so far than the ash particles from the fuel gas flow too are towed up to the heat exchangers and settle there.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Eindringen von Feststoffpartikeln in die Brenngasleitung bereits im Ascheraum zu verhindern und die Feststoffparti keln im Ascheraum zurückzuhalten.The object of the invention is the penetration of Solid particles in the fuel gas line already to prevent in the ash room and the solid particles hold back in the ash room.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Danach ist vor der Eintrittsöffnung für das Brenn gas an der Brenngasleitung ein Staubschutz zur Zu rückhaltung von Staub im Ascheraum angeordnet. Be vorzugt ist der Staubschutz derart ausgebildet, daß für den Abzug des Brenngases nur geringe Druckver luste entstehen. Der Staubschutz bildet hierzu nach Patentanspruch 2 vor der Eintrittsöffnung eine Brenn gasführung, die das Brenngas im Ascheraum zur Flieh kraftabscheidung der Feststoffpartikeln umlenkt. Noch bevor das Brenngas im Ascheraum in die Brenn gasleitung eintritt, werden somit die Feststoffpar tikeln unter Ausnutzung ihrer Massenträgheit durch Fliehkraftwirkung abgesondert.This object is achieved according to the invention by Features specified in claim 1 solved. After that is in front of the entry opening for the distillery dust protection on the fuel gas line retention of dust arranged in the ash room. Be preferably the dust protection is designed such that for the extraction of the fuel gas only low pressure lusts arise. The dust protection simulates this Claim 2 a burner in front of the inlet opening Gas routing, which leads the fuel gas to flee in the ash room force separation of the solid particles deflected. Even before the fuel gas in the ash room into the furnace gas line occurs, the solid par particles using their inertia Separation of centrifugal force.

Bevorzugt umschließt der Staubschutz die Brenngas leitung zumindest teilweise, wobei durch entspre chenden Abstand zwischen innerer Wandseite des Staub schutzes und äußerer Wandseite der Brenngasleitung ein Strömungsraum für das Brenngas verbleibt, der zum Ascheraum hin eine Öffnung zum Brenngaszutritt aufweist, Patentanspruch 3. Um eine möglichst weit gehende Umlenkung der Brenngasströmung zur Abschei dung der Feststoffpartikeln zu erreichen, ist nach Patentanspruch 4 die Öffnung zum Brenngaszutritt auf der zum Aschebett im Ascheraum hin ausgerichte ten Seite der Brenngasleitung angeordnet. Eine gleichmäßige Brenngasströmung bei weitem Eintritts querschnitt wird durch eine schlitzförmige Öffnung ausgebildet, die sich über die Länge der Brenngas leitung im Ascheraum ausdehnt, Patentanspruch 5.Dust protection preferably encloses the fuel gas line at least partially, whereby by correspond distance between the inner wall of the dust protection and outer wall side of the fuel gas line a flow space for the fuel gas remains An opening to the fuel gas inlet to the ash room has, claim 3. To as far as possible diverting the fuel gas flow to the separator To reach the solid particles is after Claim 4 the opening for fuel gas access on the one facing the ash bed in the ash room th side of the fuel gas line arranged. A uniform fuel gas flow with wide entry cross-section is through a slit-shaped opening trained, covering the length of the fuel gas Line in the ash room expands, claim 5.

Zweckmäßige und einfach ausführbare Ausbildungen der Erfindung sind in Patentansprüchen 6 bis 10 an gegeben. So wird der Staubschutz und die Brenngas leitung in optimaler Weise als Doppelrohr mit im Querschnitt ringförmigem Strömungsraum für das Brenn gas ausgeführt. Die Öffnung zum Zutritt des Brenn gases weist ein sich zum Strömungsraum des Brennga ses hin im Querschnitt verjüngendes Mundstück auf. Das Mundstück ist am Staubschutz befestigt und bei kreisförmiger Öffnung als Torus geformt. Zur Ausbil dung des Mundstücks weist der Staubschutz an seinen Enden umgebördelte Kanten auf. Dies erleichtert die Strömungsführung des Brenngases vor Eintritt in den Strömungsraum zwischen Staubschutz und Brenngaslei tung. Die Strömung wird so geführt, daß die Fest stoffteilchen beim Umlenken des Brenngasstroms aus geschieden werden und im Ascheraum verbleiben.Practical and easy to carry out training of the invention are in claims 6 to 10 given. So the dust protection and the fuel gas pipe in an optimal way as a double pipe with im Cross section of annular flow space for the combustion running gas. The opening for access to the distillery gases points to the flow area of the Brennga mouthpiece tapering in cross-section. The mouthpiece is attached to the dust cover and at circular opening shaped as a torus. To training of the mouthpiece is shown by the dust cover Ends with flanged edges. This makes it easier Flow of the fuel gas before entering the Flow space between dust protection and fuel gas duct tung. The flow is conducted so that the feast particles when redirecting the fuel gas flow be divorced and remain in the ash room.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels nä her erläutert. Die Zeichnung zeigt im einzelnen:The invention is based on one in the Drawing shown embodiment nä ago explained. The drawing shows in detail:

Fig. 1 Querschnitt durch einen Verga sungsreaktor quer zur Achse der Brenngasleitung; Fig. 1 cross section through a gasification reactor transversely to the axis of the fuel gas line;

Fig. 2 Teilschnitt durch einen Verga sungsreaktor längs zur Achse der Brenngasleitung, Schnitt linie II/II nach Fig. 1. Fig. 2 partial section through a gasification reactor along the axis of the fuel gas line, section line II / II of FIG. 1st

Die Zeichnung zeigt einen Vergasungsreaktor mit einem im Querschnitt rechteckigen Schacht 1, in den über eine Einfüllschleuse 2 Feststoffe einbringbar sind, die vergasbare organische Bestandteile enthalten. Die Feststoffe bilden im Schacht oberhalb eines pris matisch geformten Stützrostes 3 eine Schüttgutschicht 4 aus, deren obere Begrenzung im Schacht 1 in der Zeichnung schematisch angedeutet ist. In die Schütt gutschicht 4 wird aus einer Luftzufuhr 5 Primärluft über Lufteingänge 6 eingeführt. Die Lufteingänge sind im Ausführungsbeispiel doppelreihig und derart angeordnet, daß die Lufteingänge der einen Reihe gegenüber der anderen Reihe zueinander versetzt sind. Die Primärluft wird in die Schüttgutschicht zur Ver gasung des Feststoffes und zur Ausbildung einer Glut zone 7 oberhalb des Stützrostes 3 unterstöchiome trisch eingeführt. Die Feststoffe durchwandern im Schacht auf diese Weise nacheinander eine Trocknungs zone 8, eine Vergasungszone 9 und schließlich die Glutzone 7, aus der sie verascht über Durchtritts spalte 10 zwischen Stützrostrand des Stützrosts 3 und innerer Wandseite des Schachtes 1 in einen Asche raum 11 ausgetragen werden. Das Stützrost 3 ist um seine Achse 3a schwenkbar ausgeführt, so daß Brücken bildungen an den Durchtrittsspalten 10 durch Bewe gung des Stützrostes 3 vermieden werden können.The drawing shows a gasification reactor with a shaft 1 with a rectangular cross section, into which solids can be introduced via a filling lock 2 , which contain gasifiable organic constituents. The solids form in the shaft above a prismatic support grid 3 from a bulk layer 4 , the upper limit of which is indicated schematically in the shaft 1 in the drawing. Primary air is introduced into the bulk layer 4 from an air supply 5 via air inlets 6 . In the exemplary embodiment, the air inlets are arranged in two rows and in such a way that the air inlets of one row are offset with respect to the other row. The primary air is introduced into the bulk layer to gasify the solid matter and to form an ember zone 7 above the supporting grate 3 substoichiometrically. The solids migrate in the shaft in this way one after the other a drying zone 8 , a gasification zone 9 and finally the glowing zone 7 , from which they are incinerated via a passage 10 between the supporting grid of the supporting grid 3 and the inner wall side of the shaft 1 in an ash room 11 . The support grate 3 is a pivotally carried about its axis 3 so that bridge formations on the passage gaps 10 by BEWE supply of the support grate 3 can be avoided.

Im unteren Teil des Ascheraumes 11 sammeln sich die als Asche aus der Schüttgutschicht ausgetragenen Feststoffrückstände im Aschebett 12. Eine Austrags schleuse 13 mit Austragsschnecke 14 sorgt für die Entleerung des Ascheraums. In the lower part of the ash room 11 , the solid residues discharged as ash from the bulk material layer collect in the ash bed 12 . A discharge lock 13 with discharge screw 14 ensures the emptying of the ash room.

Das im Vergasungsreaktor im Schacht 1 aus den Fest stoffen gebildete Brenngas wird durch Einstellung eines Unterdrucks im Ascheraum 11 aus der Schüttgut schicht 4 in den Ascheraum abgesaugt. Das Brenngas durchsetzt somit den Schacht im Gleichstrom zum zu vergasenden Feststoff und tritt aus dem Schacht in den Ascheraum 11 nach Durchströmen der Glutzone 7 an den Durchtrittsspalten 10 zusammen mit den ver aschten Feststoffen aus. Beim Durchströmen der Glut zone 7 werden beim Vergasen des Brennstoffs entstan dene hochmolekulare Bestandteile des Brenngases ge crackt, so daß ein Brenngas entsteht, das als brenn bare Gasbestandteile im wesentlichen niedermoleku laren Wasserstoffe enthält.The fuel gas formed in the gasification reactor in the shaft 1 from the solid materials is extracted from the bulk material layer 4 into the ash space by setting a negative pressure in the ash space 11 . The fuel gas thus passes through the shaft in cocurrent to the solid to be gasified and emerges from the shaft into the ash space 11 after flowing through the glowing zone 7 at the passage gaps 10 together with the ashed solids. When flowing through the embers zone 7 are entstan den high molecular weight components of the fuel gas ge gasified, so that a fuel gas is formed which contains combustible gas components essentially low molecular weight hydrogens.

Das Brenngas wird aus dem Ascheraum 11 mittels einer Brenngasleitung 15 abgezogen. Das Brenngas tritt über zumindest eine Eintrittsöffnung 16 in die Brenn gasleitung 15 ein. Im Ausführungsbeispiel ist die Eintrittsöffnung 16 im oberen, zum Stützrost 3 wei senden Bereich der Brenngasleitung 15 angeordnet. Das Brenngas strömt aus der Brenngasleitung 15 zu seiner Verbrennung unter Zufuhr von Sekundärluft, die aus einer Sekundärluftleitung 17 eingeführt wird, in eine Brennkammer 18 ein und wird anschließend als Wärmeträger zur Erhitzung eines Heizmediums 19 durch einen Wärmetauscher 20 geführt. Ein Saugge bläße 21 am Ausgang des Wärmetauschers sorgt für den notwendigen Unterdruck zum Abzug des Brenngases aus Schüttgutschicht 4, Ascheraum 11, Brennkammer 18 und Wärmetauscher 20. Das Sauggebläße 21 kann auch unmittelbar an der Brenngasleitung 15 an ihrem Austritt aus dem Ascheraum 11 angeordnet sein. Brenn kammer 18 und Wärmetauscher 20 sind dann drucksei tig am Sauggebläße 21 angeschlossen. The fuel gas is withdrawn from the ash chamber 11 by means of a fuel gas line 15 . The fuel gas enters the fuel gas line 15 via at least one inlet opening 16 . In the exemplary embodiment, the inlet opening 16 is arranged in the upper region of the fuel gas line 15, which is white towards the supporting grate 3 . The fuel gas flows from the fuel gas line 15 for its combustion with the supply of secondary air, which is introduced from a secondary air line 17 , into a combustion chamber 18 and is then passed as a heat carrier for heating a heating medium 19 through a heat exchanger 20 . A Saugge pale 21 at the outlet of the heat exchanger provides the necessary negative pressure for removing the fuel gas from the bulk layer 4 , ash room 11 , combustion chamber 18 and heat exchanger 20th The suction fan 21 can also be arranged directly on the fuel gas line 15 at its exit from the ash chamber 11 . Combustion chamber 18 and heat exchanger 20 are then pressure side connected to the suction fan 21 .

Zum Zurückhalten von Feststoffpartikeln im Asche raum 11 und zur Entstaubung des aus dem Ascheraum abströmenden Brenngases weist die Brenngasleitung 15 vor ihrer Eintrittsöffnung 16 einem Staubschutz 22 auf, der im Ausführungsbeispiel die Brenngasleitung 15 bis auf eine Öffnung 23 vollständig umgibt, die auf der unteren, zum Aschebett 12 hin ausgerichte ten Wandseite der Brenngasleitung 15 zum Zutritt von Brenngas aus dem Ascheraum 11 angeordnet ist. Brenngasleitung 15 und Staubschutz 22 bilden ein Doppelrohr, wobei zwischen äußerer Wandseite der Brenngasleitung 15 und Innenseite des Staubschut zes 22 eine Strömungsraum 24 für das zur Brenngas leitung 15 geführte Brenngas ausgebildet ist. Der Strömungsraum 24 weist zum Eintritt des Brenngases an der Öffnung 23 ein Mundstück 25 auf, dessen Strö mungsquerschnitt sich zum Eintritt des Brenngases zum Strömungsraum 24 hin verjüngt. Das Mundstück 25 ist durch Umbörteln von Kanten 26 an den Enden des Staubschutzes 22 entstanden, die Öffnung 23 er streckt sich somit schlitzförmig über die gesamte Länge der Brenngasleitung 15 im Ascheraum 11. Die umbörtelten Kanten 26 sind an der äußeren Wandseite des Staubschutzes 22 verschweißt, durch das Umbiegen der Kanten und ihre Befestigung am Staubschutz ent steht am Rand der schlitzförmigen Öffnung 23 beid seitig ein rohrförmiger geschlossener Hohlraum. Ist die Öffnung kreisförmig, bildet der Hohlraum einen Torus.To retain solid particles in the ash space 11 and for dedusting the fuel gas flowing out of the ash space, the fuel gas line 15 has a dust protection 22 in front of its inlet opening 16 , which in the exemplary embodiment completely surrounds the fuel gas line 15 except for an opening 23 , which on the lower one Ash bed 12 aligned th wall side of the fuel gas line 15 is arranged for the access of fuel gas from the ash room 11 . Fuel gas line 15 and dust protection 22 form a double tube, a flow space 24 for the fuel gas line 15 leading to the fuel gas line 15 being formed between the outer wall side of the fuel gas line 15 and the inside of the dust protection element 22 . The flow space 24 faces the inlet of the fuel gas at the opening 23, a mouthpiece 25 whose Strö flow cross-section to the inlet of the fuel gas to the flow chamber 24 tapers. The mouthpiece 25 is created by flanging edges 26 at the ends of the dust cover 22 , the opening 23 he thus extends slit-shaped over the entire length of the fuel gas line 15 in the ash room 11th The edged edges 26 are welded to the outer wall side of the dust cover 22 , by bending the edges and attaching them to the dust cover, there is a tubular closed cavity on both sides at the edge of the slot-shaped opening 23 . If the opening is circular, the cavity forms a torus.

Die Krümmung der umbörtelten Kanten 25 wird der ge wünschten Strömungsführung des Brenngases im Asche raum 11 entsprechend gewählt. Das Brenngas, dessen Strömung im Ascheraum 11 in der Zeichnung durch Strömungspfeile 27 schematisch markiert ist, wird vor Eintritt in den Strömungsraum 24 derart umge lenkt, daß die Feststoffpartikeln in folge Flieh kraftwirkung ausgetragen werden und im Aschebett 12 verbleiben. In die Brennkammer 18 und den Wärme tauscher 20 tritt das Brenngas somit weitgehend staubfrei ein.The curvature of the flanged edges 25 is selected according to the desired flow guidance of the fuel gas in the ash space 11 . The fuel gas whose flow is marked in the ash chamber 11 in the drawing by flow arrows 27 schematically is so deflected before entry into the flow space 24 in that the solid particles in follow Flieh be discharged force action and remain in the ash bed 12th In the combustion chamber 18 and the heat exchanger 20 , the fuel gas occurs largely dust-free.

Stücklisteparts list

1 Schacht
2 Einfüllschleuse
3 Stützrost
3a Stützrostachse
4 Schüttgutschicht
5 Luftzufuhr
6 Lufteingang
7 Glutzone
8 Trocknungszone
9 Vergasungszone
10 Durchtrittsspalt
11 Ascheraum
12 Aschebett
13 Austragsschleuse
14 Austragsschnecke
15 Brenngasleitung
16 Eintrittsöffnung
17 Sekundärluftleitung
18 Brennkammer
19 Heizmedium
20 Wärmetauscher
21 Sauggebläse
22 Staubschutz
23 Öffnung
24 Strömungsraum
25 Mundstück
26 Kanten
27 Strömungspfeile 1 shaft
2 filling lock
3 support grid
3 a support grid axis
4 layer of bulk material
5 air supply
6 air inlet
7 glow zone
8 drying zone
9 gasification zone
10 passage gap
11 ash room
12 ash bed
13 discharge lock
14 discharge screw
15 fuel gas line
16 inlet opening
17 secondary air line
18 combustion chamber
19 heating medium
20 heat exchangers
21 suction fans
22 Dust protection
23 opening
24 flow space
25 mouthpiece
26 edges
27 flow arrows

Claims

1.Gasification reactor for the production of fuel gas from gasifiable organic solids in a shaft in which the solids form a bulk layer above a supporting grate used in the shaft and pass through the shaft as a bulk material in the direction of gravity, with an ash space provided below half of the supporting grate for receiving solid residues , which exit in the support grate area, and from the ash space, a fuel gas line with at least one inlet opening for fuel gas flowing into the ash chamber from the bulk material layer is guided, characterized in that a dust cover ( 22 ) in front of the inlet opening ( 16 ) for retaining solid residues is arranged in the ash room ( 11 ).

2. Gasification reactor according to claim 1, characterized in that the dust cover ( 22 ) is designed as a fuel gas guide deflecting the fuel gas in the ash chamber ( 11 ) for centrifugal separation of solid residues.

3. Gasification reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the dust cover ( 22 ) at least partially surrounds the fuel gas line ( 15 ) and between in the lower wall side of the dust cover ( 22 ) and outer wall side of the fuel gas line ( 15 ) was from training a flow space ( 24 ) remains for the fuel gas, which is open to the ash space ( 11 ) for access to the fuel gas.

4. Gasification reactor according to claim 3, characterized in that at least one opening ( 23 ) to the Brenngaszu occurs on the ash bed ( 12 ) in the ash chamber ( 11 ) facing side of the Brenngaslei device ( 15 ) is arranged.

5. Gasification reactor according to claim 3 or 4, characterized in that at least one opening ( 23 ) for gas access to the slit extends over the length of the combustion gas line ( 15 ) in the ash chamber ( 11 ).

6. Gasification reactor according to one of the preceding claims, characterized in that dust protection ( 22 ) and fuel gas line ( 15 ) are designed as a double tube.

7. Gasification reactor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one opening ( 23 ) to the Brenngaszu occurs a mouthpiece ( 25 ) whose cross-section to the flow chamber ( 24 ) of the Brennga ses between dust protection ( 22 ) and Brenngaslei device ( 15 ) tapered.

8. Gasification reactor according to claim 7, characterized in that the mouthpiece ( 25 ) on the dust cover ( 22 ) be fastened.

9. Gasification reactor according to claim 7 or 8, characterized in that the mouthpiece ( 25 ) is shaped as a torus.

10. Gasification reactor according to one of claims 7, 8 or 9, characterized in that to form the mouthpiece ( 25 ) the dust protection ( 22 ) at least one opening ( 23 ) for the fuel gas access to the flow space ( 24 ) around flared edges ( 26th ) having.