Gaserzeugungsanlage Festbett-Druckreaktor mit Zyklonreinigung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Gaserzeugungsanlage mit einem Festbett-Druckreaktor, in dem Kohle vergast wird, und mit einer Einrichtung zum Reinigen des unter hohem Druck stehenden Rohgases. Im allgemeinen wird das Rohgas mittels einer Naßwäsche gereinigt. Diese Art der Reinigung bedingt jedoch eine wesentliche Verringerung der Rohgastemperatur und somit einen Energieverlust. Dieser ist insbesondere dann nachteilig, wenn mit dem Rohgas die Brennkammer eines Dampferzeugers beaufschlagt werden soll. Demgegenüber wird jetzt von der Erfindung vorgeschlagen, daß die zum Reinigen des Rohgases dienende Einrichtung mindestens zwei eingangsseitig parallelgeschaltete Zyklone aufweist, die einzeln zu- oder abschaltbar sind. Hierbei erfolgt eine Trockenreinigung des Rohgases bei allenfalls geringem Temperaturverlust, wobei sich durch die Zahl der jeweils in Betrieb genommenen Zyklone die einem möglichst guten Reinigungsgrad entsprechende Gasmenge der jeweils aus dem Gaserzeuger austretenden beziehungsweise zur Beaufschlagung des Dampferzeugers tatsächlich benötigten Gasmenge anpassen läßt, ohne daß die Einschaltung von Pufferkapazitäten erforderlich ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Gaserzeugungsanlage mit einem Festbett-Druckreaktor, in dem Kohle vergast wird, und mit einer Einrichtung zum Reinigen des unter hohem Druck stehenden Rohgases.

[0002] Innerhalb des Druckreaktors wird Feinkohle unter hohem Druck vergast. Das auf diesem Wege erzeugte Gas kann beispielsweise zur Energieerzeugung dienen.

[0003] Im allgemeinen ist es erforderlich, das aus dem Druckreaktor austretende Gas zu reinigen, d.h. insbesondere von Staub und Teer zu befreien. Es ist andererseits aber auch meist erforderlich, die Leistung der jeweiligen Gaserzeugungsanlage an den jeweiligen Gasbedarf anzupassen. Dieser kann sich verhältnismäßig häufig und auch kurzfristig ändern, so daß es zweckmäßig ist, wenn die Gaserzeugungsanlage entsprechend anpaßbar ist.

[0004] Wenn man vermeiden will, daß zwischen dieser und beispielsweise einem nachgeschalteten Kraftwerksteil ausreichend große Kapazitätspuffer eingeschaltet werden müssen, so wird auch die Kapazität der der Gaserzeugungsanlage zugeordneten und zum Reinigen des Rohgases dienenden Einrichtung anpaßbar sein müssen.

[0005] Zum Reinigen eines Rohgases wird im allgemeinen ein sogenannte Naßwäsche verwendet. Diese Art der Reinigung hat jedoch den Nachteil, daß das aus der Gaserzeugungsanlage austretende Rohgas verhältnismäßig stark abgekühlt wird. Diese Abkühlung stellt einen Energieverlust dar, der den Gesamtwirkungsgrad einer die Gaserzeugungsanlage enthaltenden Anlage nachteilig beeinflußt.

[0006] Hiervon ausgehend war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gaserzeugungsanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie einerseits den Anforderungen an die Anpaßbarkeit der Leistung genügt und andererseits auch den ihr bisher anhaftenden Energieverlust weitgehend vermeidet.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zum Reinigen des Rohgases dienende Einrichtung mindestens zwei eingangsseitig parallelgeschaltete Zyklone aufweist und daß die Zyklone einzeln zu- oder abschaltbar sind.

[0008] Ein Zyklon ist an sich zwar in anderem Zusammenhang als zum Reinigen eines Gases dienende Einrichtung bekannt. Im Rahmen einer Gaserzeugungsanlage würde jedoch die Verwendung eines einzelnen Zyklons wegen des Fehlens der notwendigen Anpaßbarkeit nicht in Betracht kommen. Wenn man aber mehrere Zyklone parallel schaltet und diese mittels einer entsprechenden Steuerung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Leistungsbedarf zu- und abschaltbar macht, ist die gewünschte Anpaßbarkeit gewährleistet, während gleichzeitig die Verwendung einer zu einem Energieverlust führenden Naßwäsche vermieden werden kann.

[0009] Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Zuführung des Rohgases zu den Zyklonen mittels einer Rohrleitung erfolgt, in die im Verlauf der Leitungsachse gesehen hintereinander jeweils ein zu einem Zyklon führender Gasaustrittsstutzen seitlich einmündet, und daß in der Rohrleitung ein in Richtung der Leitungsachse beweglicher, den Leitungsquerschnitt sperrender Schließkolben angeordnet ist.

[0010] Je nach Anzahl der verwendeten Zyklone wird eine entsprechende Anzahl von Gasaustrittsstutzen an die Rohrleitung angeschlossen. Je nach Stellung des Schließkolbens kann die jeweils gewünschte Anzahl von Gasaustrittsstutzen durch entsprechende Betätigung des Schließ- kolbens freigegeben werden. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, daß sich diese Steuerbarkeit ohne die Verwendung von Ventilen erreichen läßt, die im Hinblick auf die Druck- und Temperaturverhältnisse sehr aufwendig sein müßten. Demgegenüber ist der für dieses Leitungssystem und den Schließkolben erforderliche technische Aufwand sehr gering.

[0011] Um die Gasströmung im Bereich der Stirnfläche des Schließkolbens, also bei der Umlenkung in den jeweiligen Gasaustrittsstutzen, möglichst wirbelfrei führen zu können, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß die der Gasströmung zugewandte Stirnfläche des Schließkolbens bogenförmig in Richtung auf den Querschnitt eines Gasaustrittsstutzens verläuft. Hierdurch wird also eine nahezu kontinuierliche Umlenkung der Gasströmung zwischen der Längsachse der Rohrleitung und der Achse des Gasaustrittsstutzens möglich.

[0012] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.

[0013] Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 schematisch in perspektivischer Darstellung einen Druckgaserzeuger mit nachgeschalteten Zyklonen;

Fig. 2 als Draufsicht auf einen Teil der Darstellung nach Fig. 1 einen Abschnitt der Rohrleitung mit dem Schließkolben.

[0014] Das in einem Druckgaserzeuger 10 erzeugte Gas gelangt in eine Rohrleitung 11. Die Strömungsrichtung ist durch einen Pfeil 12 verdeutlicht. In die Rohrleitung 11 münden sich angenähert radial zu dieser erstreckende Gasaustrittsstutzen 13, von denen jeder zu dem Eingang eines Zyklons 14,15 beziehungsweise 16 führt. Jeder der drei Zyklone 14,15 und 16 hat in seinem oberen Bereich einen Reingasaustritt-17, während sich jeweils ein Staubaustritt 18 an der Unterseite des jeweiligen Zyklons 14,15 und 16 befindet.

[0015] In der Rohrleitung 11 ist ein in Längsrichtung derselben beweglicher Schließkolben 19 angeordnet, der die Form einer sich durch die Rohrleitung 11 erstreckenden Stange hat. Die Anströmseite des Schließkolbens 19 verläuft bogenförmig derart, daß der Radius der gebogenen Anströmfläche in einen entsprechenden Verlauf des jeweiligen Gasaustrittsstutzens 13 möglichst kontinuierlich übergeht. Hierdurch wird eine weitgehend gleichmäßige Umlenkung der Gasströmung in den jeweiligen Gasaustrittsstutzen 13 gewährleistet.

[0016] Der Schließkolben 19 ist mit einem hier nicht dargestellten Antrieb verbunden, durch den eine Verstellung des Schließkolbens 19 in den durch den Doppelpfeil 20 bezeichneten Richtungen möglich ist. Der Antrieb kann als Kolben-Zylinder-Anordnung oder als Motor mit nachgeschaltetem Zahnstangengetriebe oder dergleichen ausgebildet sein.

[0017] Die Zyklone 14,15 und 16 sind zueinander parallel geschaltet. Durch Verstellung des Schließkolbens 19 in die entsprechende Position ist es möglich, entweder nur den mit der Bezugsziffer 14 bezeichneten Zyklon mit Gas zu beaufschlagen. In diesem Fall befindet sich der Schließkolben 19 in entsprechender Stellung an dem dem Zyklon 14 zugeordneten Gasaustrittsstutzen 13. Oder es kann der Schließkolben 19 zur Anpassung an die jeweils zu reinigende Gasmenge in die entsprechende Stellung am Gasaustrittsstutzen 13 des Zyklons 15 oder des Zyklons 16 gebracht werden, so daß dann zwei beziehungsweise drei Zyklone in _Be-trieb sind. Hierdurch ist eine gute Anpassung der jeweils aus dem Druckgaserzeuger 10 kommenden Gasmenge an diejenige Gasmenge möglich, bei der ein Zyklon der verwendeten Art seinen optimalen Reinigungsgrad hat. Das Zu- und Abschalten der einzelnen Zyklone kann mittels der vorgeschlagenen Einrichtung bei nur geringem technischen Aufwand und sehr kurzfristig erfolgen.

D e z u g s z i f f e r n l i s t e :

[0018] 

10 Druckgaserzeuger

11 Rohrleitung

12 Pfeil

13 Gasaustrittsstutzen

14 Zyklon

15 Zyklon

16 Zyklon

17 Reingasaustritt

18 Staubaustritt

19 Schließkolben

20 Doppelpfeil

Ansprüche

1. Gaserzeugungsanlage mit einem Festbett-Druckreaktor, in dem Kohle vergast wird, und mit einer Einrichtung zum Reinigen des unter hohem Druck stehenden Rohgases, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mindestens zwei eingangsseitig parallelgeschaltete Zyklone (14,15,16) aufweist und daß die Zyklone (14,15,16) einzeln zu- oder abschaltbar sind.

2. Gaserzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Rohgases zu den Zyklonen (14,15,16) mittels einer Rohrleitung (11) erfolgt, in die im Verlauf der Leitungsachse gesehen hintereinander jeweils ein zu einem Zyklon (14,15,16) führender Gasaustrittsstutzen (13) seitlich einmündet, und daß in der Rohrleitung (11) ein in Richtung der Leitungsachse beweglicher, den Leitungsquerschnitt sperrender Schließkolben (19) angeordnet ist.

3. Gaserzeugungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gasströmung zugewandete Stirnfläche des Schließkolbens (19) bogenförmig in Richtung auf den Querschnitt eines Gasaustrittsstutzens (13) verläuft.

Zeichnung