CH265148A - Process and device for the gasification of finely divided solid fuels. - Google Patents

Process and device for the gasification of finely divided solid fuels.

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CH265148A
CH265148A CH265148DA CH265148A CH 265148 A CH265148 A CH 265148A CH 265148D A CH265148D A CH 265148DA CH 265148 A CH265148 A CH 265148A
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Description

  

  Verfahren und Einrichtung zur Vergasung von fein verteilten festen Brennstoffen.    Die Erfindung bezieht sich auf die Ver  gasung von fein verteilten festen Brennstof  fen in der Schwebe mit Sauerstoff oder sauer  stoffhaltigen Gasen und mit     vorerhitzten,          endotherm    reagierenden Vergasungsmitteln.  



  Unter Vergasung in der Schwebe wird im  Sinne der Erfindung eine solche Umsetzung  des festen Brennstoffes mit den Vergasungs  mitteln verstanden, bei welcher der Brenn  stoff während der Reaktion von den Ver  gasungsmitteln getragen und im wesentlichen  in gleicher Richtung mit ihnen bewegt wird.  Für eine solche Vergasung können beliebige  feste Brennstoffe benutzt werden, z. B. Kohle,  Braunkohle,     Lignit,    Torf und dergleichen.  Wesentlich ist, dass der Brennstoff vor der       Vergasung    genügend fein pulverisiert worden  ist. Die Vergasung kann mit reinem Sauer  stoff oder mit Luft von erhöhtem     Sauerstoff-          Behalt    durchgeführt werden, in Sonderfällen  auch mit Luft. von normalem Sauerstoffgehalt.

    Als     endotherm    reagierende Vergasungsmittel  kommen insbesondere in Betracht Wasser  dampf oder Kohlensäure oder Gemische v     er-          schiedener    Stoffe. Für den Ablauf der Ver  gasung und die Qualität des erzeugten Gases,  namentlich dessen Gehalt an Kohlensäure und  gegebenenfalls Wasserstoff, ist es wesentlich,  die     endotherm    reagierenden Vergasungsmit  tel hoch     vorerhitzt    in den Vergasungsraum  einzuleiten und dort zur Reaktion zu bringen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist da  durch gekennzeichnet, dass die zur     Vorerhit-          zung    der     endotherm    reagierenden Vergasungs-    mittel erforderliche Wärme durch Verbren  nen eines Brennstoffes mit Sauerstoff erzeugt  wird, wobei die dabei entstehenden Verbren  nungsgase in den Reaktionsraum, in welchem  die Vergasung stattfindet, zusammen mit den       endotherm    reagierenden Vergasungsmitteln  eingeleitet werden.  



  Ferner erstreckt sich die Erfindung auf  eine Einrichtung zur Ausführung dieses Ver  fahrens, und das Kennzeichen dieser erfin  dungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass  mit der     Zuleitung    für die     endotherm    reagie  renden Vergasungsmittel in den Reaktions  raum eine Einrichtung zum Verbrennen eines  Brennstoffes mit Sauerstoff funktionell ver  bunden ist.  



  Zur Erzeugung der für die     Vorerhitzung     der     endotherm    reagierenden Vergasungsmit  tel erforderlichen Wärme können an sieh be  liebige Brennstoffe verbrannt werden. Vor  zugsweise wird jedoch ein gasförmiger Brenn  stoff, und zwar vorteilhaft ein Teil des durch  die Vergasung entstehenden     Nutzgases,    be  nutzt.  



  Die Verbrennung des Brennstoffes zur  Erzeugung der Wärme für die     Vorerhitzung     der     endotherm    reagierenden Vergasungsmittel  wird im allgemeinen so vorgenommen, dass die  Verbrennungsgase in der Hauptsache aus  Kohlenoxyd bestehen. Wird beispielsweise als       endotherm    reagierendes Vergasungsmittel  Wasserdampf benutzt, so findet zweckmässig  die Umsetzung des Brennstoffes mit dem  Sauerstoff in Gegenwart von Wasserdampf      statt, der     entweder        zusammen    mit dem Sauer  stoff oder     zusammen    mit dem Brenngas der       Verbrennungskammer    zugeführt wird.

   Statt  dessen ist es aber auch möglich,     den.        Brenn-          Stoff    mit dem Sauerstoff für sich zu ver  brennen und die entstehenden heissen Ver  brennungsprodukte mit dem zu erhitzenden  Wasserdampf zu vermischen.  



  Wird Kohlensäure als     endotherm    reagie  rendes Vergasungsmittel     angewandt,        kann    die       Verbrennung    des     Brennstoffes    mit dem  Sauerstoff so ausgeführt werden, dass     in.der     Hauptsache Kohlensäure entsteht, die dann  unmittelbar in den Vergasungsraum einge  leitet     wird.     



       Auf    der     Zeichnung    ist eine beispielsweise       Ausführungsform    der     Einrichtung    gemäss der       Erfindung    wiedergegeben, und zwar zeigt:       Fig.    1 einen Längsschnitt     durch    einen Teil  der     Einrichtung,    während die       Fig.    2 und 3     Querschnitte    durch verschie  dene     Ausführungsformen    der     Brenneranord-          nung        wiedergeben.     



  Die auf der Zeichnung dargestellte Ein  richtung     besitzt    einen Reaktionsraum 1, in  dem die Vergasung des fein verteilten Brenn  stoffes vorgenommen wird. Der Reaktions  raum 1     wird    gebildet von feuerfesten Wän  den 2. Er hat im     wesentlichen    konische Form  und     erweitert    sich von dem Ende an, an dem  der     Brennstoff        und    die     Vergasungsmittel    ein  treten.

   An das erweiterte Ende des Reak  tionsraumes schliesst sich eine auf der Zeich  nung nicht dargestellte Einrichtung zum Ab  scheiden des Brennstoffrückstandes aus den  Gasen an, die übrigens für mehrere     Reak-          tionsräume    1- gemeinsam sein kann.  



  Der Brennstoff wird im Gemisch mit  Sauerstoff dem Reaktionsraum durch Metall  rohre 3     zugeführt,    welche in einem     Kühl-          mantel    4 liegen. Der Kühlmantel 4 wird  von     einem    die Wärme schlecht leitenden       Mauerwerk    5 umgeben, in welchem ein Ring  kanal 6 ausgespart ist, welcher in den     Reak-          tionsraiun    1 nach Art einer Ringdüse 7 mün  det, die zweckmässig aus einer Vielzahl von  doppelt geneigt zur Längsachse des Reaktions  raumes verlaufenden Kanälen besteht.

      In den Ringkanal 6 münden eine Reihe  von aus feuerfesten Steinen bestehenden     Bren-          nerv    8, deren Achse entweder -     wie    aus       Fig.    2 ersichtlich - radial zur Achse des  Ringkanals 6 verläuft oder -     wie        Fig.    3 dar  stellt -     tangential    zum Ringkanal 6. Die  Brenner 8 besitzen     düsenförmige    Einsätze 9,  welche an einem gemeinsamen     Verteilkanal    10  angeschlossen sind. In den Raum zwischen  den Düsen 9 und dem     Brennerstein    8 können  gasförmige Medien durch die Rohrleitung 17.

    eingeleitet werden, wobei die Zuleitung 11  der     einzelnen        Brenner    ebenfalls an eine ge  meinsame Leitung angeschlossen werden kön  nen. Es kann aber auch der     Ratun    12 - wie  aus     Fig.    2 ersichtlich - nach Art eines Ring  kanals ausgebildet sein, der für     alle    Brenner  gemeinsam ist.  



  Das sauerstoffhaltige Verbrennungsmedium  wird den Brennern 8 durch die Düsenrohre 9       zugeführt,    während das Brenngas durch den  ringförmigen Spalt zwischen den Düsen 9 und  dem     Brennerstein    8 zutritt.    Durch die bauliche Vereinigung der Ver  brennungseinrichtungen 8 mit der eigent  lichen     Vergasungseinrichtung    wird eine gute  Ausnutzung der bei der Verbrennung ent  stehenden Wärme erreicht und     Wärmever-          histen    vorgebeugt.

   Eine gute Wärmeisolie  rung     vorausgesetzt,    kann aber auch die Ein  richtung     zur        Vorerhitzung    der     endothermen     Vergasungsmedien baulich von der Ver  gasungseinrichtung getrennt und gegebenen  falls auch für mehrere Vergasungseinrich  tungen gemeinsam ausgeführt werden.



  Process and device for the gasification of finely divided solid fuels. The invention relates to the gasification of finely divided solid Brennstof fen in suspension with oxygen or oxygen-containing gases and with preheated, endothermic gasifying agents.



  Gasification in suspension is understood in the context of the invention, such a reaction of the solid fuel with the gasification means, in which the fuel is carried during the reaction of the Ver gasification means and is moved in substantially the same direction with them. Any solid fuel can be used for such gasification, e.g. B. coal, lignite, lignite, peat and the like. It is essential that the fuel has been pulverized sufficiently finely before gasification. The gasification can be carried out with pure oxygen or with air with an increased oxygen content, in special cases also with air. of normal oxygen content.

    Particularly suitable endothermic gasifying agents are water vapor or carbonic acid or mixtures of different substances. For the course of the gasification process and the quality of the gas produced, namely its carbonic acid content and possibly hydrogen, it is essential to initiate the endothermic gasification agent highly preheated into the gasification chamber and react there.



  The method according to the invention is characterized in that the heat required to preheat the endothermically reacting gasification agent is generated by burning a fuel with oxygen, the resulting combustion gases in the reaction space in which the gasification takes place together with the endothermic reacting gasification agents are introduced.



  The invention also extends to a device for carrying out this process, and the characteristic of this device according to the invention is that a device for burning a fuel with oxygen is functionally connected to the feed line for the endothermic reacting gasification agent in the reaction space .



  In order to generate the heat required for preheating the endothermically reacting Vergasungsmit tel, any fuel can be burned. Preferably, however, a gaseous fuel is used, namely advantageously a portion of the useful gas resulting from the gasification.



  The combustion of the fuel to generate the heat for preheating the endothermically reacting gasification agents is generally carried out in such a way that the combustion gases mainly consist of carbon oxide. If, for example, steam is used as the endothermic gasifying agent, the fuel is expediently reacted with the oxygen in the presence of steam, which is fed to the combustion chamber either together with the oxygen or together with the fuel gas.

   Instead, it is also possible to use the. To burn fuel with the oxygen and to mix the resulting hot combustion products with the steam to be heated.



  If carbonic acid is used as an endothermic gasifying agent, the combustion of the fuel with the oxygen can be carried out in such a way that mainly carbonic acid is produced, which is then fed directly into the gasification chamber.



       The drawing shows an exemplary embodiment of the device according to the invention, namely: FIG. 1 shows a longitudinal section through part of the device, while FIGS. 2 and 3 show cross-sections through various embodiments of the burner arrangement.



  A device shown in the drawing has a reaction chamber 1 in which the gasification of the finely divided fuel is carried out. The reaction space 1 is formed by refractory walls 2. It has a substantially conical shape and widens from the end at which the fuel and the gasification agent occur.

   A device (not shown in the drawing) for separating the fuel residue from the gases, which incidentally can be common to several reaction chambers 1, is attached to the extended end of the reaction chamber.



  The fuel is fed to the reaction chamber in a mixture with oxygen through metal pipes 3 which are located in a cooling jacket 4. The cooling jacket 4 is surrounded by masonry 5, which does not conduct heat well and in which an annular channel 6 is cut out, which opens into the reaction area 1 in the manner of an annular nozzle 7, which expediently consists of a number of double inclined to the longitudinal axis of the reaction There are ducts running in the space.

      A number of refractory bricks 8 open into the annular channel 6, the axis of which either - as can be seen from FIG. 2 - runs radially to the axis of the annular channel 6 or - as FIG. 3 shows - tangentially to the annular channel 6 Burners 8 have nozzle-shaped inserts 9 which are connected to a common distribution channel 10. Gaseous media can enter the space between the nozzles 9 and the burner block 8 through the pipeline 17.

    are initiated, the feed line 11 of the individual burners also being connected to a common line. But it can also the Ratun 12 - as shown in Fig. 2 - be designed in the manner of a ring channel, which is common to all burners.



  The oxygen-containing combustion medium is fed to the burners 8 through the nozzle tubes 9, while the fuel gas enters through the annular gap between the nozzles 9 and the burner block 8. As a result of the structural union of the combustion devices 8 with the actual gasification device, good utilization of the heat generated during combustion is achieved and heat mysteries are prevented.

   Provided that there is good thermal insulation, the device for preheating the endothermic gasification media can also be structurally separated from the gasification device and, if necessary, can also be run jointly for several gasification devices.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Vergasung von fein ver teilten festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und mit vorerhitzten, endotherm reagierenden Vergasungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Vor erhitzung der endotherm reagierenden Vergasungsmittel erforderliche Wärme durch Verbrennen eines Brennstoffes mit Sauerstoff erzeugt wird, wobei die dabei entstehenden Verbrennungsgase in den Reak- tionsraum, in welchem die Vergasung statt findet, PATENT CLAIMS: I. Process for the gasification of finely divided solid fuels in suspension with oxygen or oxygen-containing gases and with preheated, endothermic gasifying agents, characterized in that the heat required to preheat the endothermic gasifying agents is generated by burning a fuel with oxygen the resulting combustion gases in the reaction space in which the gasification takes place, zusammen mit den endotherm reagie renden Vergasungsmitteln eingeleitet werden. <B>11.</B> Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Zuleitung für die endotherm reagierenden Vergasungs mittel eine Einrichtung zum Verbrennen eines Brennstoffes mit Sauerstoff funktionell ver bunden ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als Brennstoff zur Vorerhitzung der endotherm reagierenden Vergasungsmittel ein brennbares Gas benutzt wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass als Brennstoff ein Teil des erzeugten Nutzgases benutzt wird. 3. be introduced together with the endothermic reacting gasification agents. <B> 11. </B> Device for carrying out the method according to claim I, characterized in that a device for burning a fuel with oxygen is functionally connected to the feed line for the endothermic reacting gasification agent. SUBClaims: 1. The method according to claim I, characterized in that a combustible gas is used as fuel for preheating the endothermic gasifying agent. 2. The method according to dependent claim 1, characterized in that part of the useful gas generated is used as fuel. 3. Verfahren nach Patentanspruch I unter Anwendung von Wasserdampf als endotherm reagierendes Vergasungsmittel, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verbrennung des Brenn stoffes mit Sauerstoff in Gegenwart von Wasserdampf stattfindet und die Verbren nungsgase zusammen mit dem Wasserdampf in den Reaktionsraum eingeleitet werden. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbren- nungseinriehtungen zum Verbrennen eines Brennstoffes mit Sauerstoff mit der Ver gasungseinrichtung baulich eine Einheit bilden. Method according to claim I using steam as the endothermic gasifying agent, characterized in that the combustion of the fuel takes place with oxygen in the presence of steam and the combustion gases are introduced into the reaction chamber together with the steam. Device according to claim II, characterized in that the combustion units for burning a fuel with oxygen form a structural unit with the gasification device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE968970C (en) * 1952-12-11 1958-04-17 Basf Ag Process for the gasification of dust-like to grainy fuels

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE968970C (en) * 1952-12-11 1958-04-17 Basf Ag Process for the gasification of dust-like to grainy fuels

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