Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Feuerfestauskleidung in der Übergangsstrecke eines Vergasers zum Abhitzekessel mit Konsolen für die Befestigung von feuerfesten Formsteinen.

Der Übergang vom Vergaser zum Abhitzekessel wird sowohl vom heißen Synthesegas durchströmt als auch durch heiße Schlacke beaufschlagt. Die Temperaturen liegen in dieser Übergangsstrecke bei über 1400 °C.

Bei diesen hohen Temperaturen und der zusätzlichen Gas-/Feststoffströmung ist ein ungeschützter Werkstoff aus Stahl nicht beständig. Daher wird dieser Bereich mit feuerfestem Material ausgekleidet. Man hat die Wahl zwischen dem Einsatz von Stampfmassen, ff-Formsteinen oder einer Kombination aus beiden Materialien, wobei jedoch die Formsteine die bessere Werkstoffqualität bieten.

Aus einem von der Anmelderin für die Synthesegasanlage Ruhr (SAR) der Ruhrchemie in Oberhausen-Holten gelie¬ ferten Reaktorgefäß mit anschließendem Abhitzekessel eines Synthesegaskühlers ist der Übergang zwischen Reaktorgefäß und Synthesegaskühler mit einer feuer¬ festen Zustellung aus Formsteinen ausgekleidet.

Die oberen Formsteine sind jeweils ringförmig auf Gu߬ konsolen aufgelegt, die übereinander am Stutzenende des Vergasers und am Stutzenende des Synthesegaskühlers befestigt sind. Die Formsteine im Bereich des Kühlrohrkäfigs sind auf umlaufenden Rohrnasen am

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Übergang von vertikalen Kühlrohren in die horizontale Kühlrohrwand aufgelegt.

Durch die Abstützung bzw. Auflage der ff-Formsteine auf den umlaufenden Nasen des Kühlrohrkäfigs sowie durch einen Festpunkt am Ende des Vergaserstutzens ohne zusätzliche Dehnfugen und elastische Zwischenmateria¬ lien, werden die Wärmespannungen durch hohe Temperaturen und dadurch hervorgerufene ff-Materialbewegungen direkt auf die wasserseitigen Hochdruckteile, beispielsweise die Rohre des Kühlrohrkäfigs, übertragen; weiterhin lastet das gesamte Eigengewicht der Steine auf den Abstützungen. Ferner sind die oberen Festpunkte (Konsolen) am Übergang zwischen beiden Gefäßen ungekühlt und bei fortlaufendem Verschleiß des ff-Materials stärker werdenden Überhitzungen ausgesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Feuerfest- auskleidung in der Übergangsstrecke zwischen Reaktor und Synthesegaskühler so zu gestalten, daß die Spannungen im ff-Material reduziert, das Eigengewicht der Steine auf verschiedene Auflagen verteilt, eine Kompensation der Relativbewegungen zwischen ff-Steinen und den Halterungen erfolgt, schroffe

Querschnittsübergänge entfallen, die Halterungen nicht an wasserführenden Komponenten (Kesselrohre) befestigt werden und die sogenannte Hauptpratze durch eine Zusatzkühlung vor Überhitzung geschützt wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die kennzeich¬ nenden Merkmale von Anspruch 1, die Unteransprüche stellen eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar.

Erfindungsgemäß besteht der Feuerfestbereich aus drei verschiedenen, nebeneinander angeordneten Steinlagen im ungekühlten Stutzen sowie aus verschiedenen

Spezialformsteinen, Schulterformsteinen und Normalsteinen, die auf die Verhältnisse von Temperatur, Verschleiß, Innen- und Außendruck sowie Standzeit abgestimmt sind.

Die feuerfeste Steinauskleidung wird am Stutzen und am Kühlrohrkäfig des Synthesegaskühlers durch ein Stein¬ haltesystem abgestützt, das aus übereinander angeord¬ neten Konsolen besteht, die im Bereich des Kühlrohr¬

10 käfigs an den Stegen der Rohr-Steg-Rohr-Schweißung befestigt und im Bereich des Stutzens an Pratzen auf¬ gehängt und dort zusätzlich gekühlt werden. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen werden u. a. folgende Anforderungen erfüllt:

15

- die Abstützungen für die ff-Steine werden auf verschiedene Ebenen verteilt, um die Steingewichte aufzuteilen und um so lokale Spannungen niedrig zu halten,

20

- eine Kompensation der Relativbewegungen zwischen den ff-Steinen und der Halterungsstruktur wird durch Verwendung von keramischem, elastischem Material gewährleistet,

25

- Schroffe Querschnittsübergänge im Übergang entfallen.

- die Steinhalterungen werden an den Stegen zwischen den wasserseitigen Hochdruckteilen (Kesselrohren)

-,-. angeschweißt,

- Schützen der Hauptpratze vor Überhitzung durch Einbau einer Zusatzkühlung,

35 - Auswahl der Steinformate und des Steinaufbaus so durchführen, daß Spannungen in den Steinen gering bleiben,

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- Ausprägung einer Tropfnase am unteren Ausgang des Kühlrohrkäfigs, damit die Schlacke nicht an der Horizontalwand entlang kriecht und diese sowie die Schottwände und den Rohrkäfig verschlackt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Übergang von Vergaser und Abhitzekessel,

Fig. 2 einen Schnitt durch das ff-Material am Übergang von Vergaser zum Abhitzekessel.

Entsprechend von Fig. 1 ist in der Übergangsstrecke zwischen Vergaser (1) und dem Abhitzekessel (4) im Inneren eine ff-Auskleidung, die aus einer Reihe von Normal- und Formsteinen besteht, eingebracht.

Die Übergangsstrecke besteht außen aus dem ungekühlten Vergaserstutzen (2) und dem gekühlten Rohrkäfig (5) im oberen Teil des Abhitzekessels (3, 4).

Die Abstützung der ff-Auskleidung erfolgt im Rohrkäfig (5) durch übereinander angeordnete Konsolen (9), die an den Stegen (Rohr-Steg-Rohrschweißung) des Rohrkäfigs (5) angeschweißt sind.

Im Stutzen (3) des Abhitzekessels (4) sind Haken (7) angebracht, in die Pratzen (8) zur Abstützung der oberen ff-Auskleidung eingebracht sind. Die Pratzen (8) werden durch ein Kühlsystem (10, 11, 12) vor Überhitzung geschützt.

Die unterste Konsole (9 ) am Kühlrohrkäfig (5), die horizontale Rohrwand (23), der Sammler (30) und die Rohrwand (31) werden durch eine zusätzlich aufgebrachte ff-Masse (25) mit einer umlaufenden Tropfnase (26) gegen Verschlackung geschützt.

Zwischen den Fomsteinsegmenten (17) sind jeweils unterhalb der Konsolen (9) Dehnfugen (27) vorgesehen, während am Übergang zum Stutzen (2) zwischen die ff-Auskleidung eine ringförmige, keramische Faserplatte (6) eingelegt wird. Zwischen dem oberen Teil des Rohrkäfigs (5) und dem Kühlsystem (10, 11, 12) wird eine ff-Stampfmasse (24) oder dergleichen aufgebracht.

Aus Fig. 2 ist der Aufbau der ff-Auskleidung in der Übergangsstrecke von Vergaser- (2 ) und Eintritts¬ stutzen (3) des Abhitzekessels (4) dargestellt. Die Halterung der ff-Ausmauerung erfolgt durch Pratzen (8), die durch ein Kühlsystem (10, 11, 12) vor Überhitzung geschützt werden.

Auf die Pratzen (8) werden zunächst je eine Lage Formsteine (13, 14) gelegt, zur Mitte hin werden die Formsteine (18, 19) verwendet, wobei auf den Stein (19) kreisförmige Segmente einer horizontal angeordneten keramischen Faserplatte (6) und zwischen den Steinen (19) und (14) eine vertikal angeordnete Faserplatte (28) eingelegt werden. Darüber werden innen die Steine (15, 16) in je einer Lage und darüber die Steine (17) angeordnet. Zur Isolierung werden ferner mittlere (20) und äußere Formsteine (21) sowie eine keramische Matte ( 22 ) verwendet.

Bezugsziffernliste:

1 Übergangsstrecke

2 Vergaser

3 Eintrittsstutzen Abhitzekessel

4 Abhitzekessel

5 Kühlrohrkäfig

6 Keramische Fasermatte

7 Haken

8 Pratze

9 Konsole

10 Kühlschlangenrohre

11 Abdichtkasten

12 Keramische Wolle 13 Formstein

14 Formstein

15 Formstein

16 Formstein

17 Innerer Formstein 18 Schulterformstein

19 Schulterformstein

20 Mittlerer Formstein

21 Äußerer Formstein

22 Keramische Matte 23 Horizontale Rohrwand

24 Isoliermasse

25 ff-Stampfmasse

26 Tropfnase

27 Dehnfugen

28 Keramische Fasermatte

29 Keramischer Fasermatten-Block

30 Sammler

31 Rohrwand