DE4416037C1

DE4416037C1 - Pressurised gasification reactor sealed by disc fabricated by conjoined pipe rings

Info

Publication number: DE4416037C1
Application number: DE19944416037
Authority: DE
Inventors: Erhard Hensel; Christian Reuther; Dietmar Degenkolb; Guenther Tietze
Original assignee: NOELL DBI ENERGIE ENTSORGUNG
Current assignee: Future Energy GmbH
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1994-05-06
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2014-05-07

Abstract

A pressurised gasification reactor has an opening which is sealed by an assembly which also holds the burner located within a cylindrical reactor. The reactor has a central passage to which the burner is fitted and fixed by a flange. A cooling disc (30) blocks off the reaction chamber end of the assembly. The novelty is that the cooling disc (30) is built up from a series of conjoined pipe rings (27) which are connected to an inner cooling cylinder ring (7) and an external cooling cylinder ring (6), and that the cooling water inlet (21) and the cooling water outlet (22) pass through the assembly flange (1). The combustion dust inlet (15) is integrated in the burner support. The circular chamber (19) between the internal and external ring chamber mantle (8) is filled with fire-resistant material by means of flange (1) inlets (17) which may be closed off.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschluß einer Befahrungsöffnung und zur Brennerbefestigung für Druckvergasungsreaktoren.The invention relates to a device for closure a driveway and for burner attachment for Pressure gasification reactors.

Die Vorrichtung kann überall dort angewendet werden, wo die Reaktorbefahrungsöffnung in Druckvergasungsreaktoren verschlossen und gekühlt werden muß und eine Brennerbefestigung zur Aufnahme eines Brenners, beispielsweise mit Flammenüberwachung, vorhanden sein muß und eine Brennstaubzuführung erfolgt.The device can be used wherever the reactor access opening in pressure gasification reactors must be closed and cooled and one Burner attachment for holding a burner, for example with flame monitoring, must be available and there is a supply of fuel dust.

Die bisher bekannten Ausführungen von Brennerbefestigungsvorrichtungen beschreiben Halterungen für kombinierte Brenner mit Kohlenstaubbrenner, Pilotbrenner und Flammenüberwachungseinrichtungen. Diese Vorrichtungen zur Brennerbefestigung haben eine reine Halte- und Führungsfunktion für den Brenner, wobei das Problem der Brennstaubzuführung mit diesen Brennern nicht realisierbar ist. Eine Vorrichtung zur Brennerbefestigung ist beispielsweise in DD 2 69 065 beschrieben. Durch die als äußere Kühlwand hochgezogenen Kühlrohre besteht bei diesen Brennern die Gefahr der Verschlackung mit Verklemmung, welcher durch Federelemente begegnet werden kann. Eine weitere Lösung, diese Verklemmungen zu vermeiden, wird in DD 1 51 585 durch das Vorhandensein von Sollbruchstellen begegnet.The previously known versions of Torch mounting devices describe brackets for combined burners with coal dust burner, Pilot burners and flame monitoring devices. These Burner mounting devices are pure Holding and guiding function for the burner, whereby the No problem of supplying fuel dust with these burners is feasible. A burner mounting device is described for example in DD 2 69 065. Through the as the outer cooling wall, the cooling pipes are pulled up at these burners with the risk of slagging Jamming, which can be countered by spring elements can. Another solution to these deadlocks too is avoided in DD 1 51 585 by the presence of Meets predetermined breaking points.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Brennerbefestigung und zum Verschluß einer Befahrungsöffnung von Druckvergasungsreaktoren zu entwickeln, die eine sichere Betriebsweise von Druckvergasungsreaktoren in jeder Betriebssituation, eine vereinfachte Ausführung des dazugehörenden Brenners ermöglicht und eine Zuführung von Brennstaub in den Reaktor gestattet.Based on the shortcomings of the prior art the invention has for its object a device for Burner attachment and to lock one Access opening of pressure gasification reactors develop the safe operation of Pressure gasification reactors in every operating situation, one simplified design of the associated burner allows and a supply of fuel dust in allowed the reactor.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches gelöst.This task is carried out by the characteristic part of the first claim solved.

Die untergeordneten Patentansprüche geben günstige Ausführungsvarianten der Erfindung wieder. Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß eine Kühlscheibe das reaktionsraumseitige Ende der Vorrichtung zum Verschluß der Befahrungsöffnung abschließt, die aus miteinander verbundenen Rohrringen aufgebaut ist. Diese miteinander verbundenen Rohrringe sind an einen inneren Kühlzylinderring und einen äußeren Kühlzylinderring angeschlossen, wobei die Kühlwasserzu- und -ableitung durch den Vorrichtungsflansch geführt wird, und der Ringraum zwischen äußerem und innerem Ringraummantel über verschließbare Füllöffnungen im Vorrichtungsflansch vorzugsweise mit Feuerfestmaterial verfüllt ist, wobei eine Brennstaubzuführung in die Brennerbefestigungsvorrichtung integriert ist. Vorteilhaft ist es, zwischen dem Ringspalt und dem Ringraum eine Druckausgleichsleitung anzubringen. Diese Leitung kann an Stutzen angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in die zylindrische Öffnung, die auch als Befahrungsöffnung dient, am Kopf des Reaktors eingesetzt, wobei die dem Reaktionsraum zugewandte Kreisfläche als Kühlfläche aus Ringrohren, vorzugsweise mit Bestiftungen, ausgebildet wird. Dieser Bereich der Vorrichtung bildet im Einsatzzustand einen Teil der Reaktorkühlwand. Zur Aufnahme des Brenners befindet sich zentral in der Vorrichtung eine zylindrische Führung, die vom Vorrichtungsflansch bis zur Kühlrohrkreisfläche durch einen Kühlrohrmantel begrenzt ist. Im Bereich der Kühlrohrkreisfläche ist die zylindrische Durchführung erweitert und bildet bei eingesetztem Brenner eine Ringkammer. In diese Ringkammer mündet tangential mit einer bestimmten Steigung der Brennstaubkanal. Der Ringraum zwischen äußerem und innerem zylindrischen Kühlring wird durch verschließbare Öffnungen im Vorrichtungsflansch vorzugsweise mit Feuerfestmaterial ausgefüllt. In diesem Raum kann sich aber auch ein geeignetes Gas befinden. Die Kühlrohrringe sind durch Blechbügel elastisch über Stabanker mit dem Vorrichtungsflansch verbunden. Der äußere Kühlmantel mit einer zylindrischen glatten Ausführung gewährleistet eine ungehinderte Montage und Demontage der Befestigungsvorrichtung. Neben diesem Vorteil sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Sollbruchstellen und Federelemente nicht mehr notwendig. Durch die Integration der Staubzuführung in die Brennerbefestigungsvorrichtung kann die Konstruktion des Brenners in der Brennerlänge, dem Durchmesser und der Gesamtmasse wesentlich verringert werden. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind eine gute Zuführung des Brennstaubes zum Brennermund und eine gute Gesamtkühlung der Vorrichtung, auch im Hinblick auf den Brenner.The subordinate claims give favorable Variants of the invention again. The solution according to the invention provides that a Cooling disc the reaction space end of the device to close the access opening that closes off interconnected pipe rings is constructed. These interconnected pipe rings are on an inner one Cooling cylinder ring and an outer cooling cylinder ring connected, the cooling water inlet and outlet is guided through the device flange, and the Annulus between the outer and inner annulus jacket over closable filling openings in the device flange is preferably filled with refractory material, whereby a fuel dust supply in the Burner fastening device is integrated. It is advantageous between the annular gap and the Attach a pressure compensation line to the annulus. These Pipe can be arranged on the nozzle. The device according to the invention is in the cylindrical Opening on the head, which also serves as an access opening of the reactor used, the reaction chamber facing circular area as cooling surface made of ring tubes, preferably with pens. This The area of the device forms a when in use Part of the reactor cooling wall. To accommodate the burner is located centrally in the device cylindrical guide extending from the device flange to the Cooling tube circuit area limited by a cooling tube jacket is. In the area of the cooling pipe circular area is the cylindrical bushing expands and forms burner used an annular chamber. In this ring chamber opens tangentially with a certain slope of the Fuel dust channel. The annulus between the outside and inner cylindrical cooling ring is lockable Openings in the device flange preferably with Refractory material filled out. In this room you can but also a suitable gas. The cooling tube rings are elastic by means of sheet metal brackets with rod anchors Device flange connected. The outer cooling jacket with a cylindrical smooth design ensures a unhindered assembly and disassembly of the Fastening device. In addition to this advantage are the device according to the invention predetermined breaking points and Spring elements are no longer necessary. Through integration the dust supply in the burner fastening device can the construction of the burner in the burner length, the diameter and the total mass significantly reduced become. Further advantages of the invention Device are a good supply of the fuel dust to the Burner mouth and good overall cooling of the device, also with regard to the burner.

Im folgenden ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand von 5 Figuren und einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Figuren zeigen:The device according to the invention is described below of 5 figures and an embodiment. The figures show:

Fig. 1 Schnitt A-A durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 2, Fig. 1 section AA through the device according to the invention from Fig. 2,

Fig. 2 Schnitt B-B durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1, Fig. 2 shows a section B-B through the inventive device of FIG. 1,

Fig. 3 Schnitt C-C der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 2, Fig. 3 section CC of the inventive apparatus of Fig. 2,

Fig. 4 Schnitt D-D der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 2, Fig. 4 is a section DD of the inventive apparatus of Fig. 2,

Fig. 5 Einzelheit Z aus Fig. 2 in verschiedenen geschnittenen Ansichten. Fig. 5 detail Z from Fig. 2 in different sectional views.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Vorrichtungsflansch 1 sind die Kühlwasserzuleitung 21 und die Kühlwasserableitung 22 eingebunden. Das Kühlwasser wird über einen Halbrohrkanal 5 dem inneren Kühlzylinderring 7 zugeleitet. Im unteren Teil des Kühlzylinderrohrringes 7 wird das Kühlwasser durch Leitbleche 14 mehrfach geführt und strömt dann durch eine Öffnung in den inneren Rohrring 12. Durch Formstücke 23 wird die Überführung des Kühlwassers von Rohrring 27 zu Rohrring bis zum äußeren Rohrring 13 gewährleistet. Nach Umrundung des äußeren Rohrringes 13 strömt das Kühlwasser in den äußeren Kühlzylinderring 6 und wird auch hier mehrfach im unteren Teil durch Leitbleche 14 geführt. Das Kühlwasser verläßt den Kühlzylinderring über die Kühlwasserableitung 22 und tritt aus der Vorrichtung aus.In the example shown in Fig. 1 Vorrichtungsflansch 1, the cooling water supply pipe 21 and the cooling water discharge 22 are integrated. The cooling water is fed to the inner cooling cylinder ring 7 via a half-pipe channel 5 . In the lower part of the cooling cylinder tube ring 7 , the cooling water is guided several times through guide plates 14 and then flows through an opening into the inner tube ring 12 . The transfer of the cooling water from pipe ring 27 to pipe ring to the outer pipe ring 13 is ensured by fittings 23 . After circumnavigation of the outer tube ring 13 , the cooling water flows into the outer cooling cylinder ring 6 and is also guided several times through guide plates 14 in the lower part. The cooling water leaves the cooling cylinder ring via the cooling water discharge line 22 and exits the device.

Mittels einer Staubdurchführung 16 im Vorrichtungsflansch 1 führt das Staubzuführungsrohr 15 durch den Ringraum 19 und durch eine weitere Durchführung 24 im inneren Kühlzylinderring 7 in die Ringkammer 25. Das Staubzuführungsrohr 15 tritt tangential zur Brennerwandung mit einer Neigung zwischen 10° bis 30° in die zwischen Brenner 18 und Ringkammermantel 14 gebildete Ringkammer 25 aus.By means of a dust feed-through 16 in the device flange 1 , the dust feed pipe 15 leads through the annular space 19 and through a further feed-through 24 in the inner cooling cylinder ring 7 into the annular chamber 25 . The dust feed pipe 15 emerges tangentially to the burner wall with an inclination between 10 ° and 30 ° into the annular chamber 25 formed between the burner 18 and the annular chamber jacket 14 .

Zwischen dem Ringspalt 26 und dem Ringraum 19 ist eine Druckausgleichleitung 32 eingebunden.A pressure compensation line 32 is integrated between the annular gap 26 and the annular space 19 .

Durch den Ringspalt 26 zwischen Brenner 28 und innerem Kühlzylindermantel 10 wird Spülgas in die Ringkammer 25 geleitet und durch diesen Spülgasstrom wird die Auflösung bzw. Verwirbelung des Staubstromes unterstützt. Der Spülgasstutzen 3 ist zwischen Brennerbefestigungsflansch 2 und Vorrichtungsflansch 1 angeordnet. Flushing gas is passed into the annular chamber 25 through the annular gap 26 between the burner 28 and the inner cooling cylinder jacket 10 and the dissolution or swirling of the dust flow is supported by this flushing gas flow. The purge gas nozzle 3 is arranged between the burner mounting flange 2 and the device flange 1 .

Oberhalb der Ringkammer 25 ist in den inneren Kühlzylindermantel 10 zur Zentrierung des Brenners 18 eine Führungsbuchse 29 eingesetzt.A guide bushing 29 is inserted above the annular chamber 25 in the inner cooling cylinder jacket 10 to center the burner 18 .

Der Ringraum 19 wird durch die verschließbaren Füllöffnungen 17 mit Edelkorund gefüllt. Die mit Stiften 31 besetzte Kühlscheibe 30 wird mit einer SiC- Masse bestampft. Die Rohrringe 27 sind mehrmals mittels Blechbügel 20 elastisch über Anker 28 mit dem Vorrichtungsflansch 1 verbunden.The annular space 19 is filled with precious corundum through the closable filling openings 17 . The cooling disc 30 with pins 31 is sputtered with an SiC compound. The tubular rings 27 are connected several times by means of sheet metal brackets 20 to the device flange 1 via anchors 28 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Vorrichtungsflansch
2 Befestigungsflansch
3 Spülgasstutzen
4 äußerer Kühlzylindermantel
5 Halbrohrkanal
6 äußerer Kühlzylinderring
7 innerer Kühlzylinderring
8 äußerer Ringraummantel
9 Innerer Ringraummantel
10 innerer Kühlzylindermantel
11 Ringkammermantel
12 innerer Rohrring
13 äußerer Rohrring
14 Leitblech
15 Brennstaubzuführungsrohr
16 Staubdurchführung
17 Füllöffnung
18 Brenner
19 Ringraum
20 Blechbügel
21 Kühlwasserzuleitung
22 Kühlwasserableitung
23 Formstück
24 Durchführung
25 Ringkammer
26 Ringspalt
27 Rohrring
28 Anker
29 Führungsbuchse
30 Kühlscheibe
31 Stift
32 Druckausgleichsleitung 1 device flange
2 mounting flange
3 purge gas nozzles
4 outer cooling cylinder jacket
5 half-pipe channel
6 outer cooling cylinder ring
7 inner cooling cylinder ring
8 outer annulus casing
9 Inner annulus casing
10 inner cooling cylinder jacket
11 annular chamber jacket
12 inner tube ring
13 outer tube ring
14 baffle
15 fuel dust supply pipe
16 dust duct
17 filling opening
18 burners
19 annulus
20 sheet metal brackets
21 Cooling water supply
22 Cooling water drainage
23 fitting
24 implementation
25 ring chamber
26 annular gap
27 pipe ring
28 anchors
29 guide bush
30 cooling disc
31 pin
32 Pressure equalization line

Claims

1. Device for closing a drive-through opening and for fastening the burner for pressure gasification reactors which are inserted into a cylindrical opening of the reactor and have a central passage for receiving the burner and a flange for fastening to the reactor is characterized in that a cooling disk ( 30 ), which closes the end of the device on the reaction space side, is constructed from interconnected pipe rings ( 27 ) which are connected to an inner cooling cylinder ring ( 7 ) and an outer cooling cylinder ring ( 6 ) and the cooling water supply line ( 21 ) and cooling water discharge line ( 22 ) through the device flange ( 1 ) are guided, a fuel dust supply ( 15 ) being integrated in the burner attachment.

2. Device according to claim 1, characterized in that the fuel rod feed in the device flange ( 1 ) is integrated by means of a dust feed ( 16 ) and the fuel dust through a dust feed pipe ( 15 ) inclined tangentially into a combination at the end of the side facing the reactor chamber of the device annular chamber ( 25 ) formed with the burner ( 18 ) inserted emerges and purge gas emerges from an annular gap ( 26 ) between the burner ( 18 ) and inner cooling cylinder jacket ( 10 ) into the annular chamber ( 25 ) and combustible dust and purge gas together from the annular chamber ( 25 ) get into the reactor.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the cooling surfaces of the tubular ring ( 27 ) are provided with pins ( 31 ).

4. The device according to claim 1, characterized in that the annular space ( 19 ) between the outer and inner ring jacket ( 8 , 9 ) is filled with solid material.

5. The device according to claim 4 characterized in that Refractory material used as solid backfill material becomes.

6. Device according to claims 1 to 4, characterized in that a pressure compensation line ( 32 ) is arranged for pressure equalization between the annular gap ( 26 ) and the annular space ( 19 ).