CH307263A - Verfahren zum Entgasen fester Brennstoffe, die sich in einer Wirbelschicht befinden. - Google Patents

Description

  Verfahren     zum    Entgasen fester Brennstoffe,     die    sich in     einer        Wirbelschicht        befinden.       Die Erfindung sieht eine Verbesserung vor  im Verfahren zum Entgasen fester, kohlen  stoffhaltiger Brennstoffe, die sich in einer  Wirbelschicht befinden und welche     Brenn-          ;        stoffsehicht    zugleich auf der zur Entgasung  erforderlichen hohen Temperatur, zum Bei  spiel     700-1000     C, gehalten wird.

   Diese hohe  Temperatur wird erzielt, indem man der  Brennstoffschicht. fühlbare Wärme zuführt,       i    zum Beispiel über die Wand des Reaktors  oder mittels eines auf hohe Temperatur ge  brachten festen oder gasförmigen Material  stromes, der der Brennstoffschicht kontinuier  lich zugeführt wird.  



  Auch kann man diese hohe Temperatur  durch Verbrennung von einem Teil der Brenn  stoffschicht mittels eines Vergasungsmittels,  das freien Sauerstoff enthält, in dem Reaktor  selbst erzielen.  



       i    Beim Hineinführen von neuem zu     ent-          gasendem    Material in die auf hohe 'Tempera  tur gebrachte Brennstoffschicht liegt die Mög  lichkeit vor, dass, in Abhängigkeit von der  verwendeten Brennstoffart, die zu entgasen  ; den festen Brennstoffpartikel mehr oder  weniger weich werden, wodurch die festen  Partikel aneinander kleben, indem sieh über  dies     Anbackungen    an der Wand des Reaktors  bilden können.  



       i    Um diesem     -unerwünschten    Zusammen  backen zu begegnen, injiziert man - wie be  kannt - die zu entgasenden Brennstoff  partikel kontinuierlich mit Hilfe eines. Trä-         gergases    in die Wirbelschicht, welche Schicht  hauptsächlich aus schon entgasten, harten       Kokspartikeln    besteht. Dies ruft eine schnelle  Mischung der noch zu     entgasenden    Partikel  und der schon entgasten Partikel hervor, wo  durch einem Zusammenbacken der Partikel  begegnet wird. Zudem werden durch einen  richtigen Stand des Mundstückes des     Injektor-          rohres        Anbackungen    an der Wand des Reak  tors verhütet.  



  Bei dem bekannten Verfahren dieser Art  wird als Trägergas meistens entweder ein Teil  des erzeugten Gases     verwendet,    das zu diesem  Zweck in den Reaktor zurückgeführt wird,  oder die zu entgasenden Partikel werden mit  tels eines Gases oder mittels     Wasserdampf    in  den Reaktor injiziert.  



  Es ergab sich jetzt, dass als     Trägergas    auch  freien Sauerstoff enthaltendes Gas verwendet  werden kann. Aus Proben, deren Ergebnisse in       nachstehender    Tabelle dargestellt sind, wo die  Verfahren, bei denen die zu entgasende Kohle  entweder mittels eines     N2-Stromes    oder mit  tels eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases  in den Reaktor     injiziert    wurde, miteinander  verglichen werden, ergab sich in überraschen  der Weise, dass in beiden Fällen der Ertrag  an Wasserstoff,     CH4    mit Homologen und un  gesättigten     Kohlenwasserstoffen    nahezu der  selbe blieb, so dass sich die Befürchtung,

   das  aus dem zu entgasenden Material bei Er  hitzung     freiwerdende,Gas    würde durch Sauer  stoff in beträchtlichem Masse verbrannt, nicht      bestätigte, obgleich in dem injizierten Gas     si)     viel an freiem Sauerstoff vorhanden war, dass  dieser Sauerstoff zum Verbrennen von wenig-         stens    einem erheblichen Teil, gegebenenfalls  zu völligem Verbrennen der flüchtigen Be  standteile der Kohle ausgereicht hätte.

    
EMI0002.0003     
  
    <I>Tabelle:</I>
<tb>  Feinkohle <SEP> injiziert <SEP> Feinkohle <SEP> injiziert <SEP> mit
<tb>  Zusammensetzung <SEP> der <SEP> Kohle: <SEP> mit <SEP> einem <SEP> N2-Strom
<tb>  als <SEP> Trägergas <SEP> freiem <SEP> 02-haltigem <SEP> Gas
<tb>  37,4% <SEP> Gas, <SEP> auf <SEP> aschenfreie
<tb>  15
<tb>  und <SEP> wasserfreie <SEP> Kohle <SEP> bezogen, <SEP> 40 <SEP> kg <SEP> Kohle <SEP> -+- <SEP> <B>kg</B> <SEP> Kohle
<tb>  35,4% <SEP> Gas, <SEP> auf <SEP> Kohle <SEP> mit <SEP> <B>30</B> <SEP> kg <SEP> Kohle <SEP> -f- <SEP> 5 <SEP> m3 <SEP> N <SEP> 28 <SEP> m3 <SEP> Luft <SEP> pro <SEP> +26 <SEP> ms <SEP> Luft
<tb>  pro <SEP> Stunde <SEP> + <SEP> 4,5 <SEP> m3 <SEP> 02
<tb>  5,4% <SEP> Asche, <SEP> 2,

  8% <SEP> Feuchtig- <SEP> Stunde <SEP> pro <SEP> Std.
<tb>  keit <SEP> bezogen.
<tb>  Temperatur <SEP> im <SEP> Reaktor <SEP>   <SEP> C <SEP> 840 <SEP> 790 <SEP> <B>7,60</B> <SEP> 820 <SEP> 815 <SEP> 7401
<tb>  Nm3/kg <SEP> Rohkohle: <SEP> H2 <SEP> 0,1,61 <SEP> 0,154 <SEP> 0,1,38 <SEP> 0,145 <SEP> 0,1.53 <SEP> 0,140
<tb>  C1I4 <SEP> + <SEP> Homologe <SEP> 0,096 <SEP> 0,087 <SEP> 0,082 <SEP> 0,075 <SEP> 0,076 <SEP> 0,062
<tb>  ungesättigte
<tb>  Kohlenwasserstoffe <SEP> 0,019 <SEP> 0,015 <SEP> 0,017 <SEP> 0,016 <SEP> 0,015 <SEP> 0,016       Es besteht also die Möglichkeit, die zu  entgasenden     Brennstoffpartikel    mit einem  freien Sauerstoff enthaltenden Gas zu injizie  ren, ohne dass das     Entgasungsgas    verbrannt  wird.

   Dies weist besondere Vorteile auf bei  einem     Entgasungssystem,    bei welchem man  die zur Entgasung erforderliche Wärme im  Reaktor selbst. mittels eines freien Sauerstoff  enthaltenden Gases erzeugt.  



  Man kann den zu entgasenden Brennstoff  mit diesem Gas injizieren, wodurch man kein  zusätzliches Injektionsgas     zu    verwenden  braucht. Dadurch wird der Ertrag des Ver  fahrens erhöht, da das Einblasen von zusätz  lichem Injektionsgas die Wärmeverluste ver  grössert.  



  Bei Verwendung von einem Teil des er  zeugten Gases als Injektionsgas war es not  wendig, dieses roh erzeugte Gas zuerst zu  reinigen, ehe es über eine     Zirkulationspumpe     und einen Ventilator als     Injektionsgas    zurück  geführt werden konnte; deshalb hatte die     Gas-          reinigungsvorriehtung    im Verhältnis zu der  mit. dem     Entgasungsverfahren    wirklich er  zeugten Gasmenge ein grösseres Ausmass auf  zuweisen. Auch dieser Nachteil fällt bei Ver-         wendung    des freien     sauerstoffenthaltenden     Gasstromes als 'Trägergas zu dem zu     entgasen-          den    Material weg.  



  Die grossen Vorteile der Erfindung sind  besonders augenscheinlich bei einem     Ent-          gasungssystem,    bei dem der Gasstrom, der die       Brennstoffwirbelsehicht    aufrecht erhält, zu  gleicher Zeit als Vergasungsmittel und als  Trägergas für das zu entgasende Material  dient.  



  Bei einer derartigen Ausführungsform des  erfindungsgemässen Verfahrens kann man  ohne Schwierigkeiten einen Reaktor ohne Rost  verwenden, was den Vorteil bietet,     da.ss    das  zu entgasende Material ungehemmt in die       Brennstoffschieht    geblasen werden kann. Vor  zugsweise arbeitet. man mit.     Kohlepa.rtikeln,     deren Durchmesser etwa 1 mm     beträgt,    und  mit Injektionsgeschwindigkeiten von 5 bis  20 m pro Sekunde.  



  Zwei beispielsweise Ausführungsformen des  Verfahrens gemäss der Erfindung werden an  Hand der beiliegenden     Figuren    erläutert.  



  In     Fig.    1 stellt 1 schematisch einen     Ent-          gasungsreaktor    dar, in dem von einem Gas  gemisch, das bei 3 eingeführt wird, eine Wir-           belsehicht    2 aufrecht erhalten wird. Dieses  Gasgemisch besteht zum Beispiel aus Luft  oder aus einem     Sauerstoff-Wasserdampf-,          Sauerstoff-Luft-    oder     Sauerstoff-Kohlen-          dioxyd    - Gemisch, welches Gemisch zugleich  als Trägergas für das dem Reaktor zuzufüh  rende, zu entgasende Material     fungiert.    Das  erzeugte Gas wird bei 4 abgeführt, während  über 5 der entgaste Koks entfernt wird.

   In       Fig.2    stellt 1 gleichfalls schematisch einen       Entgasungsreaktor    dar, in dem eine Wirbel  schicht 2 aufrecht erhalten wird. Über eine  Anzahl Brenner 3 wird ein sauerstoffhaltiges  Gasgemisch, in dem zugleich das zu ent  gasende Material suspendiert ist, in die Brenn  stoffschicht geführt.  



  Das erzeugte Gas verlässt den Reaktor über  Leitung 4, während der gebildete Koks mittels  der Abfuhr 5 und der Förderschnecke 6 konti  nuierlich in 7 strömt.  



  Der     Abfuhrleitung    5 wird über die Lei  tung 8 Wasserdampf zugeführt, wodurch das  Material unten im Konus 9 und in der Abfuhr  5 in einem Zustand der     Wirbelung    gehalten  wird, indem zugleich der abzuführende Koks  von diesem Dampf     gekühlt    wird.  



  Auch wenn die Entgasung in dem Reaktor.  nicht mittels Wärme, die wie in den oben  erwähnten Ausführungsformen in der VV     irbel-          schicht    durch Verbrennung erzeugt wird,  stattfindet, sondern mittels Wärme, die ander  weitig erzeugt worden ist und in der Form  fühlbarer Wärme über die     Reaktorwand    oder  mittels eines auf hohe Temperatur gebrachten       inerten    Materials in den Reaktor geführt  wird, hat es einen Zweck, das zu entgasende  Material mittels eines freien     ,Sauerstoff    ent  haltenden Trägergases in den Reaktor zu  führen. In dieser Weise kann, wenn nötig,  durch Änderung der Sauerstoffmenge die  Temperatur der Wirbelschicht in einfacher  Weise variiert werden.  



  Mit Hilfe des obenerwähnten gemischten       Entgasungs    -     Teilvergasungsverfahrens    kann  man bei Normaldruck unmittelbar ein hoch  wertiges Gas mit einem kalorischen Wert von  mehr als     4W0        kcal/Nms    erzeugen.

Claims (1)

1. P ATEN TAN SPRUCH Verfahren zum Entgasen fester kohlen stoffhaltiger Brennstoffe, die sich in einer auf der zur Entgasung erforderlichen hohen Tem peratur gehaltenen, zur Hauptsache aus schon entgasten harten Kokspartikeln bestehenden Wirbelschicht befinden, in welche Schicht kontinuierlich das zu entgasende Material injiziert und aus welcher Schicht entgastes Material abgeführt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass das zu entgasende Material mittels eines freien Sauerstoff enthaltenden Trägergases in die Wirbelschicht injiziert wird. UNTERANSPRVrCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, bei dem die zur Entgasung erforderliche VTärme durch Verbrennung von einem Teil des in dem Zustand der Wirbelung befindlichen ent gasten Materials mit einem in die Wirbel schicht geblasenen, freien Sauerstoff enthal tenden Gasstrom erzielt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass das kontinuierlich zuzu führende, zu entgasende Material mittels dieses freien Sauerstoff enthaltenden Gas stromes in die Wirbelschicht injiziert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der zur Aufrecht erhaltung der Wirbelschicht verwendete Gas strom freien Sauerstoff enthält und als Träger für das zu entgasende Material fungiert. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Trägergas, welches das zu entgasende Material enthält, gleichzeitig der Aufrechterhaltung der Wirbel schicht dient und auch die Verbrennung eines Teils des im Zustand der Wirbelung befind lichen entgasten Materials unterhält. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der verwendete Gasstrom aus Luft besteht. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der verwendete Gasstrom aus einem Sauerstoff-Wasserdampf- Gemisch besteht. -6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der verwendete Gasstrom aus einem Sauerstoff-Luft-Gemisch besteht. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der verwendete Gasstrom aus einem Sauerstoff-Kohlendioxyd- Gemisch besteht.