AT390075B - Verfahren und vorrichtung zur trocknung und druckvergasung von brennstoffen, wie braunkohle, torf oder klaerschlamm - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases mit niedrigem Stickstoffgehalt, insbesondere aus minderwertigen Brennstoffen wie z. B. Braunkohle, Torf oder auch Klärschlamm, in einem Reaktor nach Art der Wassergasherstellung, bei dem der Brennstoff nach einer Trocknung bei überatmosphärischem Druck z. B. 25 - 40 bar vergast wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 



   Es ist bekannt, Brennstoffe in Reaktoren mit höherem als atmosphärischem Druck zu vergasen, wobei der Brennstoff stufenweise unter höheren Druck versetzt wird, und wobei zwischen den Stufen Druckschleusen vorgesehen sind, und dass zur Inertisierung dieser Druckerhöhungseinrichtung spezielle Inertisierungsgase, wie z. 



  B. Stickstoff, C02 oder auch Rauchgase, in das Verfahren eingebracht werden. Der Nachteil liegt im wesentlichen im Problem der Dichtung des Systems sowie in der Qualität des erzeugten Brenngases, das durch die Luftzuführung im Vergaser doch relativ viel Stickstoff enthält. Es ist daher ein Ziel der Erfindung, den Nachteilen zu begegnen, d. h. den operativen Aufwand zu senken und gleichzeitig die Qualität des Brenngases durch Reduktion an Nichtbrennbarem zu erhöhen. 



   Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung des Brennstoffes in mindestens zwei mit fortschreitender Entwässerung steigenden Druckstufen geführt wird, wobei der Druck der Endstufe über dem Druck der im Reaktor durchgeführten Vergasung liegt. 



   Durch die Anordnung der Trocknung ausserhalb des Reaktors, in dem die Vergasung stattfindet, wird der Brennstoff im grösseren Masse als bis jetzt zur Erzeugung eines Brenngases und weniger zur Erzeugung der Trocknungsenergie herangezogen, wodurch die Qualität des Brenngases, abgesehen von der Einbindung der Brüden, im Heizwert verbessert wird. Durch die besondere Druckwahl bestimmt die Inertisierung der Endstufe der Trocknung die Inertisierung der Zuführung des Brennstoffes, ohne dass eigene Inertisierungseinrichtungen benötigt werden. 



   Gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die Endstufe des Trockners als Fliessbetttrockner ausgebildet, in der das Fluidisierungsmedium zumindest teilweise im Kreislauf geführter Sattdampf ist, dessen zuwachsender Dampfüberschuss im Vortrockner kondensiert wird und in der Endstufe der Dampfdruck durch Regelung der Dampfabgabe an den Vortrockner auf dem gegenüber dem Reaktor erhöhten Druck gehalten ist Dieses Merkmal ermöglicht eine Vereinfachung der Schleusen zwischen den einzelnen Druckstufen, indem die Dampfdichtheit sowohl in Richtung zum Vortrockner als auch in Richtung zum Reaktor mit grösseren Toleranzen ausgestattet werden kann, weil der Dampfdruck sich durch die ständige Verdampfung der Feuchtigkeit naturgemäss erhöht und ein Entweichen in Richtung zum Reaktor bzw. Vortrockner die Funktion der Einrichtung nicht in Frage stellt. 



  Durch die Regelung der Dampfabgabe an den Vortrockner wird darüber hinaus ein Teil der Abwärme der Endstufe im Vortrockner verwertet, wodurch zusätzlich die Wärmebilanz verbessert wird. Dem gleichen Zweck dient das Merkmal des Anspruches 3, indem das in der Endstufe anfallende Kondensat im Vortrockner weiter abgekühlt und entspannt wird. 



   Die   erfindungsgemässe   Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführung des zu vergasenden Brennstoffes in den Reaktor eine Kette von mindestens zwei Trocknern vorgesehen ist, in welchen der Trocknungsdruck in Richtung vom Vortrockner zur Endstufe stufenweise erhöht ist, und die Inertisierung der Zuführung durch das Trocknungsmedium der Endstufe gegeben ist. 



   In der angeschlossenen Zeichnung ist das Schaltbild einer Anlage zur Vergasung von Brennstoffen 
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 welchem die Trocknung durch im Trockner angeordnete Heizflächen (6) und ein im Kreislauf (7) umgewälztes Medium, insbesondere Sattdampf, gegeben ist. Der bei der Trocknung entstehende Sattdampf vermehrt das im Kreislauf geführte Trocknungsmedium, kann also zur Druckerhöhung des Trockners verwendet werden, und kann darüber hinaus noch zur Beheizung, zumindest zur teilweisen Beheizung, des Vortrockners verwendet werden, indem dort der Zuwachs kondensiert wird. Wenn nun das unter Druck stehende dampfförmige Medium teilweise in Richtung zum Vortrockner bzw. in Richtung Reaktor (4) über Undichtheiten in den Schleusen (5') bzw.

   (5") eventuell mit dem zufliessenden oder abfliessenden Brennstoff, erfolgt, so ist durch diese Verfahrensweise keine Gefährdung des Betriebes gegeben, wodurch Inertgassperren überflüssig werden. Diese Vorteile schlagen natürlich mit steigendem Trocknungsdruck erhöht durch und sind bei einem Trocknungsdruck von 25 bis 40 bar beachtlich. 



  Vom Trockner wird der getrocknete Brennstoff über die Leitung   (1")   und die Schleuse (5") in den Reaktor (4) übergeführt, in welchem die Brennstoffe, insbesondere durch Zugabe von Sauerstoff und/oder Wasserdampf bei etwas niedrigerem Druck als in der Endstufe (3) der Trocknerkette in ein Brenngas umgewandelt. Dieses Brenngas wird über die Leitung (8) abgeführt und direkt einer Verbrennung insbesondere einem Gasturbinenprozess,   zugeführt   Durch die Heizflächen (6) der Endstufe (3) des Trockners wird ein kondensierender Dampf geführt, dessen entstehendes Kondensat unter Umständen in einem Vortrockner (2) zur teilweisen Beheizung desselben unterkühlt und entspannt wird, so dass in der weiteren Behandlung des Reinkondensates keine Dampfbildung auftritt.

   Zur Regelung des Prozesses ist ein Druckregler (9) vorgesehen, der in Abhängigkeit des Druckes des Brenngases in der Leitung (8) und des Innendruckes in der Endstufe (3) des Trockners den zur Beheizung des Vortrockners abgezweigten Dampfes mengenmässig so regelt, dass in der Endstufe (3) gegenüber dem Reaktor (4) 

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 ein geringer Überdruck herrscht, so dass der Dampfdruck der Endstufe (3) in Richtung zum Reaktor (4) als auch in Richtung zum Vortrockner (2) wirkt. Durch diese Massnahme wird der Falschlufteinsaugung entgegengewirkt und damit die Betriebssicherheit der Anlage gegenüber Explosionen erhöht.

   Durch die Erhöhung der Trocknungstemperatur vor dem Eintritt in den Reaktor (4), wobei eventuell eine Vorentstaubung des Brennstoffes bereits in der Endstufe (3) vorgesehen ist, ergibt sich ein höherer Wärmeeintrag in den Reaktor (4), so dass im Reaktor (4) weniger Brennstoff verbrannt bzw. zur Verbrennung des Brennstoffes weniger Luft notwendig ist, und der Stickstoffgehalt des Brenngases reduziert wird. Gleichzeitig wird durch die Vergasung des Brennstoffes in der Endstufe (3) ein Grossteil der unbrennbaren Ballaststoffe wie   C02, dite   zuerst bei der Vergasung frei werden, vom Reaktor ferngehalten, wodurch noch eine weitere Entlastung des Brenngases in der Leitung (8) gegeben ist 
PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases mit niedrigem Stickstoffgehalt, insbesondere aus minderwertigen Brennstoffen, wie z. B.

   Braunkohle, Torf oder auch Klärschlamm, in einem Reaktor nach Art der Wassergasherstellung, bei dem der Brennstoff nach einer Trocknung bei überatmosphärischem Druck z. B. 



  25-40 bar vergast wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung des Brennstoffes in mindestens zwei mit fortschreitender Entwässerung steigenden Druckstufen geführt wird, wobei der Druck der Endstufe über dem Druck der im Reaktor durchgeführten Vergasung liegt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstufe des Trockners als Fliessbetttrockner ausgebildet ist, in der das Fluidisierungsmedium zumindest teilweise im Kreislauf geführter Sattdampf ist, dessen zuwachsende Dampfüberschuss im Vortrockner kondensiert wird und dass in der Endstufe der Dampfdruck durch Regelung der Dampfabgabe an den Vortrockner auf dem gegenüber dem Reaktor erhöhten Druck gehalten ist 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Vortrockner das in der Endstufe bei der Beheizung anfallende Kondensat abgekühlt und entspannt wird.

   4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführung (1), (1'), (1") des zu vergasenden Brennstoffes in den Reaktor (4) eine Kette von mindestens zwei Trocknern (2), (3) vorgesehen ist, in welchen der Trocknungsdruck vom Vortrockner (2) zur Endstufe (3) stufenweise erhöht ist und die Inertisierung der Zuführung (l*) durch das Trocknungsmedium der Endstufe (3) gegeben ist.