DD145023A3 - PROCESS FOR GASIFICATION OF SOLID BREADS - Google Patents
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Description
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Verfahren zur Vergasung fester BrennstoffeProcess for the gasification of solid fuels
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung fester Brennstoffe mittels eines beliebigen, geeigneten Vergasungsmittels zur Erzeugung eines Brenngases«The invention relates to a process for the gasification of solid fuels by means of any suitable gasifying agent for the production of a fuel gas.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, feste Brennstoffe mit luft, Sauerstoff, Dampf oder Kohlendioxid einzeln oder in Mischungen untereinander zu vergasen und dabei den festen Brennstoff in einem festen Bett oder in einer Wirbelschicht oder in einer Elugwolke im Reaktor mit dem Vergasungsmittel reagieren zu lassen«,Characteristic of the known technical solutions It is known to gasify solid fuels with air, oxygen, steam or carbon dioxide individually or in mixtures with one another, thereby reacting the solid fuel in a fixed bed or in a fluidized bed or in an Elug cloud in the reactor with the gasification agent to let",
Die spezifische Vergasungsleistung, ausgedrückt in umgesetztem Brennstoff je Reaktorvolumeneinheit, hängt von der Reaktionsfähigkeit des Brennstoffes, der Reaktionstemperatur und der Stoff- und Wärmeübertragung in der heterogenen Phase ab. Die Einflußfaktoren stehen dabei im Zusammenhang. Der letztgenannte Einflußfaktor ist unter anderem von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem. Vergasungsmittel und dem Brennstoff sowie von der für die Reaktion zur Verfügung stehenden Oberfläche des festen Brennstoffes abhängig« Aus diesem Grunde haben Vergasungsverfahren mit abnehmender Korngröße des festen Brenn-The specific gasification capacity, expressed in converted fuel per unit volume of the reactor, depends on the reactivity of the fuel, the reaction temperature and the mass and heat transfer in the heterogeneous phase. The influencing factors are related. The latter influencing factor is among other things of the relative speed between the. Gasification agent and the fuel as well as the surface of the solid fuel available for the reaction. «For this reason, gasification processes with decreasing grain size of the solid fuel
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stoffes höhere spezifische Vergasungsleistungen. Die zunehmende Eornfeinheit erhöht jedoch die Schwebe- geschwindigkeit der festen Brennstoffkörner im Vergasungsmittel und senkt dabei die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Vergasungsmittel und dem Brennstoff und führt zu einer sinkenden Tendenz der spezifischen Vergasungsleistung. · .higher specific gasification rates. However, the increasing grain size increases the floating speed of the solid fuel grains in the gasifying agent, thereby lowering the relative velocity between the gasifying agent and the fuel and leading to a decreasing tendency of the specific gasification performance. ·.
Es ist bekannt, daß zur Erzielung der größeren Turbulenz im Reaktor und damit zur Erhöhung der Relativgesehwindigkeit zwischen Vergasungsmittel und festem Brennstoff, zwei oder mehrere Strahlen vom Vergasungsmittel mit Staub von festen Brennstoffen gegeneinander gerichtet werden«,It is known that in order to achieve greater turbulence in the reactor and thus to increase the relative velocity between gasification agent and solid fuel, two or more jets of gasifying agent are directed against each other by solid fuel dust.
Es ist weiterhin bekannt, durch pulsierende Zufuhr von Vergasungsstoff und Vergasungsmittel in den Vergasungsreaktor eine Erhöhung der Relativgeschwindigkeit zwischen den reagierenden Medien zu erzielen und damit die spezifische Vergasungsleistung zu erhöhen.It is also known to achieve by pulsating supply of gasification agent and gasification agent in the gasification reactor, an increase in the relative velocity between the reacting media and thus to increase the specific gasification capacity.
Bei den bekannten Verfahren sind zur Erhöhung der Relativgeschwindigkeit zwischen Vergasungsstoff und Vergasungsmittel zusätzliche Maßnahmen erforderlich, deren Wirksamkeit physikalisch begrenzt sind oder für die es noch keine technisch realisierten lösungen gibt.In the known methods, additional measures are required to increase the relative speed between the gasification agent and the gasification agent, the effectiveness of which is physically limited or for which there are no technically realized solutions.
Pur die Verfahren, die mit sehr kleinem Korndurchmesser für den festen Brennstoff arbeiten, ist zur Erzielung der notwendigen Kornfeinheit vor der Vergasung eine !Feinzerkleinerung mit bekannten Mahlaggregaten, wie z. B. Kugel- oder Schwingmühlen, erforderlich. Es ist generell bekannt, daß bei der Feinmahlung in Schwingmühlen neben dem Zerkleinerungseffekt auch chemische Reaktionen zwischen den Mahlprodukten und unter Einbeziehung der umgebenden Atmosphäre auftreten können*Pur the procedures that work with a very small grain diameter for the solid fuel is to achieve the necessary grain fineness before gasification a! Fine comminution with known grinding units, such as. As ball or vibratory mills required. It is generally known that in the case of fine grinding in vibrating mills, in addition to the comminution effect, chemical reactions can also occur between the ground products and the surrounding atmosphere.
Die bekannten Verfahren erfordern für hohe spezifische Vergasungsleistungen neben dem Vergasungsreaktor Anlagen zur Zerkleinerung, dem Transport und der Zwischenspeicherung des festen Brennstoffes; dieser neigt in der notwendigen feinen Körnung leicht zu Verpuffungen oder Explosionen, so daß besondere Schutzmaßnahmen notwendig werden,The known methods require for high specific gasification services in addition to the gasification reactor plants for crushing, transport and intermediate storage of solid fuel; this tends easily in the necessary fine grain to deflagrations or explosions, so that special protective measures are necessary
Vergasungsverfahren, die mit feiner Körnung des festen Brennstoffes arbeiten, zeichnen sich durch einen relativ hohen Gehalt an staubförmigen Bestandteilen im Produktionsgas am Ausgang des Vergasungsreaktors aus; diese Bestandteile müssen durch bekannte Mittel und Vorrichtungen aus dem Gas entfernt und zum Teil dem Reaktor wieder zugeführt werden,Gasification processes, which operate with fine grain size of the solid fuel, are characterized by a relatively high content of dust-like constituents in the production gas at the outlet of the gasification reactor; these constituents must be removed from the gas by known means and devices and partly recycled to the reactor,
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist die Reduzierung der für die Vergasung fester Brennstoffe notwendigen Verfahrens stufen bei gleichzeitiger Erzielung einer hohen spezifischen Vergasungsleistung sowie die Absenkung der erforderlichen Verfahrenstemperatur♦The aim of the invention is to reduce the necessary for the gasification of solid fuel process stages while achieving a high specific gasification capacity and the reduction of the required process temperature ♦
Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Ver„ fahren die Vergasung fester Brennstoffe so durehzu-.führen, daß eine hohe spezifische Vergasungsleistung bei erniedrigter Vergasungstemperatur erreicht wird und die Einrichtungen und Schutzmaßnahmen für den Transport und die Zwischenlagerung des feinkörnigen festen Brennstoffes entfallen körinen»DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to carry out the gasification of solid fuels in such a manner that a high specific gasification capacity is achieved at a reduced gasification temperature and the devices and protective measures for the transport and intermediate storage of the fine-grained gasification solid fuels are no longer needed »
Es wurde gefunden? daß bei der Zerkleinerung des festen Brennstoffes in Schwingmühlen, die Oberflächen, des serkleinerten Gutes und die Bex\regung dieses GutesIt was found ? that in comminution of the solid fuel in vibrating mills, the surfaces, the comminuted material and the Bex \ movement of this good
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günstige Voraussetzungen zur Erzielung hoher spezifischer Vergasungsleistungen darstellen. Infolge der mechano-chemischen Vorgänge bei der Schwingmahlung kann es durch Radikalbildung zu einer Erhöhung der Reaktionsfähigkeit des festen Brennstoffes kommen, bei bestimmten Mineralbestandteilen der Kohlen zusätzlich zu katalyfcisehen Effekten. Aus diesem Grunde wird die Vergasungsreaktion dem Zerkleinerungsprozeß direkt überlagert, d.h. das Vergasungsmittel wird dem Mahlaggregat direkt zugeführt; der Mahlraum der Schwingmühle wird gleichzeitig als Vergasungsreaktor umgestaltet und genutzt»favorable conditions for achieving high specific gasification services. Due to the mechano-chemical processes in vibratory grinding, radical formation may increase the reactivity of the solid fuel, with certain mineral constituents of the coals in addition to catalyzing effects. For this reason, the gasification reaction is directly superimposed on the comminution process, i. the gasification agent is fed directly to the grinding unit; the grinding room of the vibrating mill is simultaneously transformed and used as a gasification reactor »
Weiterhin wurde gefunden, daß es möglich ist, die Mahlkörper der Schwingmühle in geeigneter Weise, gemeinsam mit möglichen Rückständen, kontinuierlich aus der Mühle auszutragen, in einer gesonderten Vorrichtung thermisch zu behandeln und in heißem Zustand als Wärmeträger in den Mahl-Vergasungsreaktor wieder einzutragen.Furthermore, it has been found that it is possible to carry out the grinding media of the vibratory mill in a suitable manner, together with possible residues, continuously from the mill, to be thermally treated in a separate device and enter again in the hot state as a heat carrier in the grinding gasification reactor.
Es wurde außerdem gefunden, daß in dem Mahlraum der Schwingmühle durch geeignete Spül- oder Vergasungsmittel eine Vorreaktion der Kohle während des Mahlprozesses erreicht werden kann und die so vorbehandelte Kohle direkt einem nachgeschalteten Vergasungsreaktor, z. B. einem Schwingrohr, zugeführt wird. Durch die Vorbehandlung der Kohle besitzt das dem Vergasungsreaktor zugeführte Material ein höheres Reaktionsvermögen als normale Kohle und ergibt so eine höhere spezifische Vergasungsleistung„It has also been found that in the grinding chamber of the vibrating mill can be achieved by suitable rinsing or gasification agent, a pre-reaction of the coal during the milling process and the coal pretreated directly to a downstream gasification reactor, for. B. a vibration tube, is supplied. By pretreating the coal, the material fed to the gasification reactor has a higher reactivity than normal coal and thus gives a higher specific gasification performance. "
Es wurde ferner gefunden, daß bei der Vergasung in einer Schwingmühle, gegenüber allen anderen Staubvergasungsverfahren, eine Gegenstromführung des Vergasungsmittels zum Kohlestrom, durchgeführt werden kann? damit wird eine effektive Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Produktionsgases zur thermischenIt has also been found that in the gasification in a vibrating mill, compared with all other dust gasification, a countercurrent flow of the gasification agent to the coal stream, can be performed? Thus, an effective utilization of the sensible heat of the production gas to the thermal
<-. ,-> ih * ! τη ο Π j, Q ί> i OH<-. , -> ih *! τη ο Π j, Q ί> i OH
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Vorbehandlung der Kohle möglich, verbunden mit einer gleichzeitigen Entstaubung des Produktionsgases, Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können Vergasungsanlagen mit weniger Verfahrensstufen und geringerem Aufwand errichtet und betrieben werdend Die unter mechano-chemischer Einwirkung entstehende Erhöhung der Reaktionsfähigkeit gestattet erfindungsgemäß den Ablauf der Vergasungsreaktion bei erniedrigten Temperaturen. Daraus resultieren Vorteile hinsichtlich des spezifischen Bedarfes an Sauerstoff und Dampf. Die verminderte Verschlackungsgefahr führt zu einem stabilisierten Prozeßablauf und entlastet das Problem der Generatorauskleidung«With the aid of the method according to the invention, gasification plants can be constructed and operated with fewer process steps and less effort. The increase in reactivity arising under mechano-chemical action permits according to the invention the progress of the gasification reaction at reduced temperatures. This results in advantages in terms of the specific need for oxygen and steam. The reduced danger of slagging leads to a stabilized process and relieves the problem of generator lining «
Es wird der Einsatz von festen Brennstoffen mit leicht schmelzenden oder flüchtigen Aschebestandteilen möglich Die erfindungsgemäß erzielbaren hohen spezifischen Vergasungsleistungen, verbunden mit der Reduzierung der Verfahrensstufen, ermöglichen kleine Aggregats- und Anlagenabmessungen. Bei Anwendung des Kreislaufes der Mahlkörper als Wärmeträger kann der/die sonst für die Aufrechterhaltung der Prozeßtemperatur notwendige Sauerstoff und/oder Luft reduziert werden, was bei der Anwendung von Luft zu einer starken Minderung des Inertgehaltes des Vergasungsgases führt,The use of solid fuels with easily melting or volatile ash constituents is possible. The high specific gasification capacities achievable according to the invention, combined with the reduction of the process stages, enable small aggregate and plant dimensions. When using the circulation of the grinding media as a heat transfer medium, the oxygen and / or air which is otherwise necessary for maintaining the process temperature can be reduced, which, when air is used, leads to a considerable reduction in the inert gas content of the gasification gas.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden»The invention will be explained in more detail below on three exemplary embodiments »
1 β Klassierte Braunkohle der Körnung ο -Ίο mm mit einem Wassergehalt von 25 i<> und einem Aschegehalt von 1o $ wird mittels bekannter Vorrichtungen kontinuierlich einer für: die zusätzliche Vergasung eingerichteten Schwingmühle zugeführt, Während des Mahlprosesses, der bei einer Temperatur von 65o 75o 0C verläuft, erfolgt, vorzugsweise am feinsten1 β Binned lignite grit ο -Ίο mm having a water content of 25 i <> and an ash content of 1o $ by means of known devices continuously one of: the additional gasification furnished vibration mill supplied during the Mahlprosesses, at a temperature of 65o 75o 0 C runs, takes place, preferably the finest
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Korn, die Vergasungsreaktion zwischen der Kohle und dem Vergasungsmittel, das durch eine geeignete Vorrichtung in den Mahlraum eingespeist wird. Das entstandene Gas verläßt den Mahlraum über eine . entsprechende Vorrichtung. Nicht vergastes Grobkorn verbleibt in der Mühle und unterliegt weiterhin dem Mahl- und Vergasungsprozeß. Unmittelbar nach dem Austritt aus der Mühle wird das Gas der normalen Weiterverarbeitung unterworfen.Korn, the gasification reaction between the coal and the gasification agent, which is fed by a suitable device in the grinding chamber. The resulting gas leaves the grinding chamber via a. corresponding device. Non-gasified coarse grain remains in the mill and is still subject to the grinding and gasification process. Immediately after exiting the mill, the gas is subjected to normal further processing.
2. Kohle, entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1, wird mittels bekannter Vorrichtungen kontinuierlich einer für die zusätzliche Vergasung und für einen Wärmeträgerkreislauf eingerichteten Schwingmühle zugeführte Die Mahl- und Vergasungsprozesse verlaufen so wie im Ausführungsbeispiel 1, ebenfalls der Austritt und die Weiterverarbeitung des erzeugten Gases. Die Mühle ist mit einer zusätzlich geeigneten Austragsvorrichtung für die kontinuierliche Entnahme eines Mahlkörperstromes eingerichtet. Der Mahlkörperstrom enthält einen einstellbaren Anteil von Kohle und gelangt in einen kontinuierlich arbeitenden Verbrennungsreaktor, in dem der Kohlenanteil durch Luftzufuhr verbrannt wird und dabei die Mahlkörper aufheizt. Die aufgeheizten Mahlkörper werden von der Kohleasche durch geeignete Vorrichtungen getrennt und in heißem Zustand als Wärmeträger in die Mühle zurückgeführt«,2. Coal, according to the embodiment 1, is continuously fed by means of known devices provided for the additional gasification and for a heat transfer medium vibrating mill The milling and gasification processes run as in the embodiment 1, also the outlet and further processing of the gas generated. The mill is equipped with an additional suitable discharge device for the continuous removal of a grinding media stream. The media stream contains an adjustable proportion of coal and enters a continuous combustion reactor in which the coal fraction is burned by air supply and thereby heats the media. The heated grinding media are separated from the coal ash by suitable means and returned to the mill as a heat carrier in the hot state,
3» Kohle, entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1, wird, ebenfalls dem Ausführungsbeispiel 1 entsprech end, einer für die zusätzliche thermo-chemische Behandlung eingerichteten Schwingmühle zugeführt, Durch3 »coal, according to the embodiment 1, is also the embodiment 1 corresponding end, supplied to a furnished for additional thermo-chemical treatment vibrating mill, by
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Zuführung eines Spülgases, bestehend aus heißem Produktionsgas, wird die Kohle während der Mahlung getrocknet und .soweit entgast, daß aus dem entstehenden Halbkoks keine flüssigen Kohlenwasserstoffe im Verlauf der nachfolgenden Vergasung in einem Wirbelschicht reaktor entstehen. Der Wirbelschichtreaktor ist unmittelbar an den Halbkoksaustrag der Schwingmühle angeschlossen und wird mit dem heißen Halbkoks gespeist. Die Vergasung erfolgt mit Wasserdampf und einem geringen Anteil von Luft zur Aufrechterhaltung der Vergasungstemperatur. Das aus der Schwingmühle getrennt abgeführte Spülgas enthält die Feuchtigkeit und die Schwelprodukte der Kohle» Das Spülgas und das Vergasungsgas können getrennt oder zusammen weiter verarbeitet werdenρSupplying a purge gas, consisting of hot production gas, the coal is dried during the grinding and. As far as degassed that arise from the resulting semi-coke no liquid hydrocarbons in the course of subsequent gasification in a fluidized bed reactor. The fluidized-bed reactor is connected directly to the semi-coke discharge of the vibrating mill and is fed with the hot semi-coke. The gasification takes place with water vapor and a small amount of air to maintain the gasification temperature. The purge gas separated from the vibratory mill contains the moisture and the carbonization products of the coal. "The purge gas and the gasification gas can be processed separately or together
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |