DD156711C2

DD156711C2 - PROCESS FOR COOLING AND DISCHARGING PRESSURE GASIFICANT GASES

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Publication number: DD156711C2
Authority: DD
Publication date: 1982-09-15

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Kühlung und Entstaubung ron DruokvergasungsrohgasenCooling and dedusting process for crude gas roasting gases

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung und Entstaubung "von Druokvergasungsrongasen aus Festbettgeneratoren·The invention relates to a method for the cooling and dedusting "of Druokvergasungsrongasen fixed bed generators ·

Charakteristik der bekannten teohnlsohen LösungenCharacteristic of the known solutions without solutions

Es ist bekannt, daß das heiße Rohgas aus der Festbettdruokvergasung In einem Waschkühler direkt durch warmes, umlaufendes Gaswasser gekühlt und entstaubt wird. Anschließend erfolgt duroh Dampferzeugung In einem Abhitzekessel eine Wärmeenergierückgewinnung aus dem heißen, wasserdampfhaltigen Rohgas«It is known that the hot raw gas from the Festbettdruokvergasung is cooled and dedusted directly in a washing cooler by warm, circulating gas water. Thereafter, steam is generated by means of heat recovery in a waste heat boiler from the raw gas containing hot steam. «

Aus der im Sumpf des Waschkühlers anfallenden Suspension - bestehend aus Gaswasser, Teeröl und Staub - werden die beiden flüssigen Phasen rein mechanisch entweder duroh Fliehkraftwirkung in HydroZyklonen oder dekantativ in Flüsslgkeitssoheldern getrennt· Die spezifisoh schwerere noch staubhaltige, wäßrige Phase wird nach der mechanischen Trennung mittels Pumpe als Waschflüssigkeit im Kreislauf wieder in den Waschkühler gedrückt· Die zu kompensierende Gaswassermenge wird aus dem Sumpf des Abhitzekessels entnommen und mittels Druckerhöhungspumpe bzw· Injektors in den Waschkreislauf gefördert. Die spezifisch leichtere Phase - das noch wasserhaltige Teerölstaubgemisch - wird nach seiner Trennung im Hydrozyklon inFrom the resulting in the bottom of the scrubber suspension - consisting of gas water, tar oil and dust - the two liquid phases are separated purely mechanically either centrifugal force effect in HydroZyklonen or decanative in Flüssigkeitsgkeitssoheldern · The heavier specific still dusty, aqueous phase after the mechanical separation by pump as washing liquid in the circuit again pressed into the washing cooler · The gas water quantity to be compensated is taken from the sump of the waste heat boiler and conveyed by means of booster pump or injector into the washing cycle. The specific lighter phase - the still hydrous tar oil dust mixture - is after its separation in the hydrocyclone in

einem Entspannung turm auf annähernd Atmosphärendruck entspannt. Me durch die Druckentlastung des heißen Gemisches entstehenden gashaltigen Dampfschwaden werden in einem Querrohrkühler durch Kühlwasser weitgehend kondensiert und auf Umgebungstemperatur gekühlt. Das entspannte, noch wasserhaltige Teerölstaubgemisch wird schließlich mit Rohkohle gemisoht und dann als Kohlenmisohprodukt der Kesselkohle eines Kraftwerkes zur Verbrennung zugegeben.a relaxation tower relaxed to approximately atmospheric pressure. Me by the pressure relief of the hot mixture resulting gaseous Dampfschwaden be largely condensed in a cross tube cooler by cooling water and cooled to ambient temperature. The relaxed, still water-containing tar oil dust mixture is finally mixed with raw coal and then added as Kohlenmisohprodukt the boiler coal of a power plant for combustion.

Werden die beiden flüssigen Phasen der im Sumpf des Waschkühlers anfallenden Suspension in einem Flüssigkeitsscheider dekantativ getrennt, so wird das geschiedene, noch wasserhaltige Teerölstaubgemisch mittels Druckerhöhungspumpe oben in den Festbettgenerator gefördert.If the two liquid phases of the suspension obtained in the sump of the wash cooler are separated by decantation in a liquid separator, the separated, still water-containing tar oil dust mixture is conveyed up into the fixed bed generator by means of a pressure increase pump.

Bei den bekannten Verfahren sind trotz erhöhten Investitionsund Arbeitsaufwandes unter erschwerten Arbeits- und Umweltbedingungen die nach der mechanischen Trennung anfallenden flüssigen Phasen nach wie vor staubhaltig, und das spezifisch leiohtere Teerölgemisch - beispielsweise durch Emulsionsbildung mit mehr oder weniger Wassermengen behaftet. Darüber hinaus wird naoh der bekannten Trennung der Suspension durch Fliehkraftwirkung das geschiedene, wasser- und staubhaltige, volkswirtschaftlich wertvolle, aromatenreiche Teeröl im Kraftwerk durch Verbrennung vernichtet. Eine Wärmeenergiegewinnung durch Verbrennung ist infolge seines hohen Wassergehaltes nicht gewährleistet.In the known methods despite increased investment and labor costs under difficult working and environmental conditions resulting from the mechanical separation liquid phases are still dusty, and the specific leiohtere tar oil mixture - for example, by emulsification with more or less amounts of water afflicted. In addition, the divorced, water-based and dust-containing, economically valuable, aromatically rich tar oil in the power plant is destroyed by combustion nao the known separation of the suspension by centrifugal action. A heat energy production by combustion is not guaranteed due to its high water content.

Ausführungen über die Kühlung und Entstaubung von Druckvergasungsrohgasen aus Festbettgeneratoren siehe Hafke "Kohledruckvergasung", Technische Mitteilungen, 71. Jahrgang, Heft 3 (1978), S. 142 - 148.For information about the cooling and dedusting of compressed gas raw gases from fixed-bed generators, see Hafke "Kohledgassung", Technische Mitteilungen, 71st Volume, Issue 3 (1978), pp. 142-148.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Vereinfachung der Kühlung und Entstaubung von heißen, staub- und dampfhaltigen Druokvergasungsrohgasen aus Festbettgeneratoren unter gleichzeitiger Einsparung des Investitions- und Arbeitsaufwandes, Verbesserung der Arbeits- und Umweltbedingungen Sewie Erhöhung der Rohstoffbasis*The aim of the invention is to simplify the cooling and dedusting of hot, dust and vapor-containing Druokvergasungsrohgasen from fixed bed generators while saving investment and labor, improving the working and environmental conditions Sewie increase in raw material basis *

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird- The technical problem which is solved by the invention

Die Aufgabe besteht darin, heiße Druckvergasungsrohgase aus Festbettgeneratoren durch ein entsprechendes Verfahren unter Erhöhung der Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit zu kühlen und zu entstauben.The object is to cool and dedust hot Druckvergasungsrohgase from fixed bed generators by an appropriate method to increase the reliability and economy.

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die Merkmale der Erfindung zur Kühlung und Entstaubung des Druckvergasungsrohgases aus Festbettgeneratoren sind dadurch gekennzeichnet, daß das aus den Generatoren mit einem Druck ^ 2 MPa und einer Temperatur -^ 250 ⁰C abziehende heiße, staub- und dampfhaltige Rohgas in einem bekannten Wasohkühler durch Gaswassereindüsung auf wenigstens 15.·»20 ⁰C unter den Teeröltaupunkt und mindestens 50 C übex den Wassertaupunkt des Rohgases gekühlt und simultan su seiner Entstaubung mit einem Teerölgemisoh so gewasohen wird, daß eine wasserfreie, staubhaltige Teerölsuspension anfällt.The features of the invention for cooling and dedusting of Druckvergasungsrohgases from fixed bed generators are characterized in that the from the generators with a pressure ^ 2 MPa and a temperature - ^ 250 ⁰ C deducting hot, dust and steam-containing raw gas in a known Wasohkühler by Gaswassereindüsung on at least 15 · »20 ⁰ C under Teeröltaupunkt and at least 50 C übex the water dew point of the raw gas is cooled and simultaneously su its dedusting gewasohen with a Teerölgemisoh so that a water-free, dust-laden Teerölsuspension obtained.

Das Gaswasser für die Rohgaskühlung wird mittpls Druckerhöhungspumpe aus dem Sumpf des Abhitzekessels entnommen und in den Rohgasstrom eingedüst. Die einzudüsende Gaswassermenge in den heißen Rohgasstrom ist eine Funktion der Rohgaseintrittstemperatur in den Waschkühler und wird in Abhängigkeit einer konstanten Gasaustrittstemperatur aus dem Waschkühler geregelt. Durch das eingedüste Gaswasser in den heißen Rohgasstrom erfolgt grundsätzlich nur eine Wärmeumwandlung, d.h. fühlbare Gaswärme wird in latente Wärme umgewandelt, und keine Wärmeabführung, wenn von Abstrahlungsverlusten über die Behälterwand abgesehen werden kann.The gas water for the raw gas cooling is taken from the sump of the waste heat boiler by means of a booster pump and injected into the crude gas stream. The amount of gas water to be injected into the hot raw gas stream is a function of the raw gas inlet temperature in the washing cooler and is regulated as a function of a constant gas outlet temperature from the washing cooler. Due to the injected gas water into the hot raw gas stream is basically only a heat conversion, i. sensible gas heat is converted to latent heat, and no heat removal when radiation losses through the vessel wall can be ignored.

Die 7/asohtemperatur im Waschkühler muß wenigstens 15·· .20 ⁰C unter dem Teeröltaupunkt und mindestens 50 ⁰C über dem Wassertaupunkt des Rohgases liegen, um Waschölkomponenten nicht in den Gasstrom zu verdampfen und Wasserdampf aus dem Gasstrom zu kondensieren, so daß weder TeerÖlverluste durch Verdunsten noch eine Verwässerung des Teeröles auftreten könntenThe 7 / asohtemperatur in the washing cooler must be at least 15 ·· .20 ⁰ C below the Teeröltaupunkt and at least 50 ⁰ C above the water dew point of the raw gas so as not to evaporate wash oil components in the gas stream and to condense water vapor from the gas stream, so that neither TeerÖlverluste By evaporation, a dilution of the tar oil could occur

Schließlich wird dem heißen Rohgas nach seinem Waschprozeß Finally, the hot raw gas after its washing process

vor der Wärmeenergierückgewinnung zur Gaskühlung eine weitere Gaswassermenge zugegeben, um es durch Wärmeumwandlung bis auf 190...225 ⁰C zu kühlen.before the heat energy recovery for gas cooling, a further amount of gas water added to cool it by heat conversion to 190 ... 225 ⁰ C.

Um eine Staubkonzentration von 30...60 Ma-# im Teerölgemisoh nicht zu überschreiten, wird ein Teilstrom aus dem wasserfreien Wasohkreislauf kontinuierlich ausgeschleust und direkt in bekannter Weise mittels Druckerhöhungspumpe wieder in den Festbettgenerator gefördert. Der Teerölkreislauf wird durch frisohes Teeröl kompensiert.In order not to exceed a dust concentration of 30-60 Ma- # in the tar oil mixture, a partial stream from the anhydrous Wasoh cycle is continuously discharged and conveyed directly back into the fixed bed generator in a known manner by means of pressure booster pump. The tar oil cycle is compensated by friesohes tar oil.

Ausführungsbeispielembodiment

Naoh dem erfindungsgemäßen Verfahren hat beispielsweise das aus dem Festbettgenerator entweichende heiße, staub- und dampfhaltige Druckvergasungsrohgas folgende Parameter: Druck: 2,85 MPaNaoh the process of the invention, for example, the escaping from the fixed bed generator hot, dust and steam-containing Druckvergasungsrohgas following parameters: pressure: 2.85 MPa

Temperatur: 600 ⁰C Wassergehalt: 1,15 kg/m1.N. Rohgas Teerölgehalt: 28 g/ " " « Staubgehalt max. 200 g/ " " ^w Rohgasmenge: 25000 mi.N./h · Generator Auf Grund des Wasserdampf- und Teeröldampfgehaltes des aus dem Festbettgenerator strömenden Rohgases belaufen sich sein Wasser- bzw. Teeröltaupunkt auf etwa 204- ⁰C bzw. 315 ⁰C, so daß die optimale Wasohtemperatur dieses Rohgasstromes etwa 300 ⁰C beträgt. Um den heißen Rohgasstrom von 600 ⁰C schlagartig auf 300 ⁰C zu kühlen, müssen je nri.N. Rohgas 0,603 kg Gaswasser in ihn eingedüst werden, was einer stündlichen Gaswassermenge von 15100 kg entspricht. Durch diese zusätzlich vom Gasstrom aufgenommene Wasserdampfmenge erhöht sich sein Wassertaupunkt auf ca. 211 ⁰C. Simultan mit der dosierten Gaswassereindüsung wird das Druckvergasungsrohgas im Wasohkühler durch eine Kreislaufteerölmenge von 25 m /h naß entstaubt. Um eine Staubkonzentration im Teeröl hinsichtlioh der Pumpfähigkeit dieser Suspension von 50 Ma-# nicht zu überschreiten, sind kontinuierlich 5t staubhaltiges Teerölgemisoh/h aus dem Wasohkreislauf auszusohleusen und wieder in den Generator zu pumpen. Naoh dem Waschprozeß ist in den Rohgasstrom zur effektiverenTemperature: 600 ⁰ C Water content: 1.15 kg / m1.N. Crude gas tar oil content: 28 g / "" «Dust content max. 200 g / "" ^w raw gas: 25000 · mi.N./h generator Due to the water vapor and Teeröldampfgehaltes flowing out of the fixed bed generator raw gas to be water or Teeröltaupunkt amount to around 204- ⁰ C and 315 ⁰ C, so that the optimum washing temperature of this crude gas stream is about 300 ⁰ C. In order to cool the hot raw gas stream of 600 ⁰ C abruptly to 300 ⁰ C, must per nri.N. Crude gas 0.603 kg gas water are injected into it, which corresponds to an hourly gas water amount of 15100 kg. Due to this additionally recorded by the gas flow amount of steam to be water dew point raised to about 211 ⁰ C. Simultaneous with batched Gaswassereindüsung the Druckvergasungsrohgas is wet dust h in Wasohkühler by a Kreislaufteerölmenge of 25 m / s. In order not to exceed a dust concentration in the tar oil with regard to the pumpability of this suspension of 50 Ma- #, 5 tons of dusty tar oil mixture / h from the washing cycle are continuously to be soaked and pumped back into the generator. Naoh the washing process is more effective in the raw gas stream

Wärmeenergierüokgewinnung noch eine weitere Gaswassermenge einzudüsen, um das Rohgas schlagartig auf etwa 225 ⁰C zu kühlen· Die für diese Wärmeumwandlung benötigte Graswassermenge beläuft sioh auf etwa 230 g/m i.N. Rohgas, was einem stündlichen Gaswasserbedarf von >75O kg entspricht. Der Wasserdampfgehalt des Rohgases erhöht sich somit auf 1,983 kg/m i.N· Rohgas, d.h. das Druckvergasungsrohgas hat schließlich einen Wassertaupunkt von ca, 212 ⁰C.Heat energy extraction to inject another amount of gas to cool the raw gas abruptly to about 225 ⁰ C · The amount of grass water needed for this heat conversion amounts to about 230 g / m iN raw gas, which corresponds to an hourly gas water requirement of> 75O kg. The water vapor content of the raw gas will thus increase to 1.983 kg / m iN · raw gas, ie the Druckvergasungsrohgas finally a water dew point of about 212 ⁰ C.

Das heiße, staub- und dampfhaltige Druckvergasungsrohgas aus dem Festbettgenerator 1 strömt über Rohrleitung 2 in den Waschktihler 3· In dem Wasohkühler 3 wird das Rohgas durch dosierte Gaswassereindüsung auf eine optimale Waschtemperatur gekühlt und simultan durch einen Teerölkreislauf entstaubt. Das Gaswasser wird aus dem Sumpf des Abhitzekessels 4 über Rohrleitung 5 durch die Druckerhöhungspumpe 6 abgesaugt und über Rohrleitung 7 und 8 in den Waschkühler 3 gedrückt· Die Regelung der in den Rohgasstrom einzudüsenden Gaswassermenge erfolgt in Abhängigkeit von der Rohgasaustrittstemperatur aus dem Waschkühler 3 im Regler 9. Das Kreislaufteeröl wird mittels Druckerhöhungspumpe 10 aus dem Wasohkühler 3 über die Rohrleitungen 11 und 12 abgesaugt und dann wieder im Kreislauf über Rohrleitung 13 zusammen mit dem Zusatzteeröl aus Rohrleitung 14, Förderpumpe 15, Rohrleitung 16 und 17 in den Waschkühler 3 gefördert, um den vom Rohgas mitgeführten Staub auszuwaschen. Die Mengenregelung für die zusätzliche Teerölmenge erfolgt über den Flüssigkeitsstandregeler 18.The hot, dust-containing and vapor-containing Druckvergasungsrohgas from the fixed bed generator 1 flows through pipe 2 into the scrubber 3 · In the Wasohkühler 3 the crude gas is cooled by metered injection of gas water to an optimum washing temperature and simultaneously dedusted by a tar oil circuit. The gas water is sucked from the bottom of the waste heat boiler 4 via pipe 5 through the booster pump 6 and pressed through pipe 7 and 8 in the scrubber 3. The control of the gas to be injected into the crude gas stream of gas is carried out depending on the Rohgasaustrittstemperatur from the scrubber 3 in the controller The cycle tar oil is sucked off by means of pressure booster pump 10 from the Wasohkühler 3 via the pipes 11 and 12 and then again in the circuit via pipe 13 together with the added tar oil from pipe 14, feed pump 15, 16 and 17 pipes promoted in the wash cooler 3 to the from Wash out the raw gas with entrained dust. The quantity control for the additional amount of tar oil via the liquid level adjuster 18th

Das aus dem Waschkreislauf ausgeschleuste wasserfreie, staubbeladene Teeröl strömt über Rohrleitung 11 und 19 in die Druckerhöhungspumpe 20 und wird über Rohrleitung 21 als Suspension wieder in den Festbettgenerator 1 gedrückt. Das in den Generator 1 geförderte Teeröl als Kohlenwasserstoffgemisch wird teils chemisch unverändert und teils durch Krack- und Hydrokraokreaktionen als qualitativ reformierte Mittel- und Leiohtölprodukte wieder vom heißen Gasstrom dampfförmig aufgenonmen und aus dem Generator 1 ausgetragen.The discharged from the wash cycle anhydrous, dust-laden tar oil flows through pipe 11 and 19 in the booster pump 20 and is pressed via pipe 21 as a suspension back into the fixed bed generator 1. The subsidized in the generator 1 tar oil as a hydrocarbon mixture is partly chemically unchanged and partly by cracking and Hydrokraokreaktionen as qualitatively reformed middle and Leiohtölprodukte again taken up in vapor form from the hot gas stream and discharged from the generator 1.

Nach dem Waschprozeß strömt das Druokvergasungsrohgas über Rohrleitung 22 in den Abhitzekessel 4. Vor Eintritt in den Abhitzekessel 4 wird in die Rohgasleitung 22 über die Rohrleitung 23 Gaswasser eingedüst, um das Rohgas durch Wärmeumwandlung aufAfter entering the waste heat boiler 4, gas water is injected into the crude gas line 22 via the pipe 23 to supply the raw gas by heat conversion

190...225 ⁰C zu kühlen· Das für die Dampferzeugung benötigte Speisewasser wird über Rohrleitung 24- zugeführt und über Rohrleitung 25 als Abhitzedampf entnommen· Nach der Wärmeenergierückgewinnung im Abhitzekessel 4 strömt das Druckvergasungsrohgas über Rohrleitung 26 in die Kondensationsanlage· Die Ausschleusung der im Abhitzekessel 4 anfallenden Kondensate erfolgt über Rohrleitung 28 durch Flüssigkeitsstandregeler 27.190 ... 225 ⁰ C to cool · The feed water required for steam generation is supplied via pipe 24- and withdrawn via pipe 25 as waste heat · After the recovery of heat energy in the waste heat boiler 4 the Druckvergasungsrohgas flows via pipe 26 into the condensation plant · The discharge of the Waste heat boiler 4 resulting condensates via pipe 28 by liquid level controller 27th

Claims

invention claims

1 · Method for cooling and dedusting Druokvergasungsrohgasen characterized in that the from the fixed bed generator with a Druok - 2 MPa and a temperature 2 "250 ⁰ C deducting hot, dust and steam-containing raw gas in a known washing cooler by Gaswasserelndüsung to at least 15 ·· · 20 ⁰ C below the Teerb'ltaupunkt and cooled at least 50 ⁰ C over the dew point of the crude gas and simultaneously with its dedusting with a tar oil mixture is washed so that an anhydrous, dusty tar oil suspension is obtained, and that after the Wasoh process in the hot Crude gas stream before heat energy recovery once again gas water for gas cooling up to 190 ·· .225 ⁰ C is injected by heat conversion ·

2) Method according to Item 1, characterized in that a partial stream of the anhydrous, dusty tar oil mixture with a dust concentration of 30 to 60 Ma- # is withdrawn continuously from the hydrodynamic circulation and pumped back into the fixed-bed generator in a known manner.

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