DD159010A3 - METHOD FOR INCREASING THE SPECIFIC BAY LOADS OF FIXED BEDGED GAS GENERATORS - Google Patents
METHOD FOR INCREASING THE SPECIFIC BAY LOADS OF FIXED BEDGED GAS GENERATORS Download PDFInfo
- Publication number
- DD159010A3 DD159010A3 DD22153080A DD22153080A DD159010A3 DD 159010 A3 DD159010 A3 DD 159010A3 DD 22153080 A DD22153080 A DD 22153080A DD 22153080 A DD22153080 A DD 22153080A DD 159010 A3 DD159010 A3 DD 159010A3
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- ash
- temperature
- coal
- gasification
- grain structure
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/20—Apparatus; Plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/20—Apparatus; Plants
- C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/20—Apparatus; Plants
- C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
- C10J3/40—Movable grates
- C10J3/42—Rotary grates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/74—Construction of shells or jackets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0943—Coke
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
- C10J2300/0976—Water as steam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0983—Additives
- C10J2300/0996—Calcium-containing inorganic materials, e.g. lime
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Das Verfahren dient der Erhoehung der spezifischen Schachtbelastung und der Optimierung der Prozessdurchfuehrung von Festbettdruckgasgeneratoren fuer die Vergasung von Braun- oder Steinkohlen des verschiedensten Inkohlungsgrades. Ausgehend von der Erkenntnis, dass die Kornstruktur im Schacht eines Festbettdruckvergasers neben einigen bekannten Faktorren wie z.B. dem Brennstoffzerfall waehrend der Trocknung und Entgasung vor allem durch das Verhalten der Mineralbestandteile der Kohle in der Oxydations- und Reduktionszone bestimmt wird, zeigt das erfindungsgemaesse Verfahren neue Aspekte zur Leistungssteigerung dieses Schachtofenprozesses auf. Erfindungsgemaess wird vorgeschlagen, mit der Veraenderung der maximalen Reaktionstemperatur in der Oxydationszone eine Modifizierung der Kornstruktur im Generatorschacht herbeizufuehren und dabei die Sinter- und Schmelzfaehigkeit der Mineralsubstanz der Kohle auszunutzen. Weiterhin werden Vorschlaege zur Veraenderung der Mineralstruktur des Vergasungsstoffes in der Art unterbreitet, dass im Fall der Brikettierung Zusaetze spezieller Minerale zur Modifizierung der Kornstruktur benutzt werden. Zur Prozesssteuerung wird die Nutzung spezieller Reaktortemperaturen in der Aschezone in Verbindung mit der Austragsgeschwindigkeit des Drehrostes vorgeschlagen.The method is used to increase the specific shaft load and to optimize the process execution of fixed-bed pressure gas generators for the gasification of brown or hard coal of various Inohlungsgrades. Based on the recognition that the grain structure in the pit of a fixed bed pressure carburetor in addition to some known Faktorren such. the fuel decay during drying and degassing is determined mainly by the behavior of the mineral constituents of the coal in the oxidation and reduction zone, the novel process shows new aspects to increase the performance of this shaft furnace process. According to the invention, it is proposed, with the change of the maximum reaction temperature in the oxidation zone, to bring about a modification of the grain structure in the generator shaft and thereby exploit the sintering and meltability of the mineral substance of the coal. Furthermore, proposals are made to change the mineral structure of the gasification material in such a way that, in the case of briquetting, additives of special minerals are used to modify the grain structure. For process control, the use of special reactor temperatures in the ash zone in conjunction with the discharge speed of the rotary grate is proposed.
Description
221530221530
a) Titel der Erfindunga) Title of the invention
Verfahren zur Erhöhung der spezifischen Schachtbelastung von FestbettdruckgasgeneratorenMethod for increasing the specific shaft load of fixed bed pressure gas generators
b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der spezifischen Schachtbelastung und zur Optimierung der Prοζeßdurchfuhrung von Festbettdruckgasgeneratoren" für die Vergasung von Braun- oder Steinkohlen des verschiedensten Inkohlungsgrades. Dabei werden die üblichen spezifischen Schachtbelastungen überschritten. Im Vergasungsmittel, meist ein Sauerstoff-Dampf- bzw. ein Luft-Dampfgemisch, wird der nicht oxydierende Anteil minimiert.The invention relates to a method for increasing the specific shaft load and optimizing the Prοζeßdurchfuhrung Festbettdruckgasgeneratoren "for the gasification of lignite or hard coal of various levels of coalification.Here the usual specific shaft loads are exceeded.In the gasification agent, usually an oxygen-steam or a Air-vapor mixture, the non-oxidizing content is minimized.
Vorzugsweise soll das Verfahren dort Anwendung finden, J5 wo durch die in der Natur gegebene Beschaffenheit der Kohle.die in ihr enthaltene Mineralsubstanz bei der Vergasung unterhalb des Ascheschmelzpunktes eine sehr feinkörnige und pulverförmige Struktur erfährt und der Vergasungsstoff während des Prozeßdurchlaufes stark zum Zerfall und zur Peinkornbildung neigt.Preferably, the method is to be applied where the nature of the coal contained in the mineral substance in the gas undergoes a very fine-grained and pulverulent structure during the gasification below the ash melting point and the gasification substance during the process run strongly for disintegration and pore grain formation inclines.
22 153 0 2 22 153 0 2
c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:c) Characteristic of the known technical solutions:
Es ist allgemein bekannt, daß der in der Pestbettvergasung zur Definition der Leistungsgrenze bestimmende Paktor im wesentlichen der auftretende Staubaustrag ist.It is well known that the determining factor in the Pest bed gasification to define the power limit is essentially the dust discharge occurring.
> Zur Minimierung dieser im Prozeß ablauf ...störenden Erschei nung, die je nach den spezifischen Eigenschaften des Brennstoffes bei sehr verschiedenen Leistungsgrenzen auftreten kann, sind bereits eine Reihe konstruktiver und verfahrenstechnischer Vorschläge unterbreitet worden Diese lassen sich in mehrere Gruppen einteilen.> A number of constructive and procedural proposals have already been made for minimizing this process, which can occur depending on the specific properties of the fuel at very different performance limits. These can be divided into several groups.
Sie verfolgen z. B. das Ziel, den Brennstoff vor undYou follow z. B. the goal, the fuel before and
v - während des Prozeßdurchlaufes so zu behandeln, daß durch v - during the course of the process to be treated so that
thermische und chemische Vorgänge so wenig wie mögÜGh Flugstaub entsteht. Derartige Lösungen sind u. a. in den Patentschriften DD-PS 26 392, 38791, 119 814 sowie in der DD-PS Ϊ36505 zu finden.Thermal and chemical processes are as little as possible. Such solutions are u. a. in the patents DD-PS 26 392, 38791, 119 814 and DD-PS Ϊ36505 find.
Konstruktive Lösungen, die eine optimale Strömungsverteilung im Oberteil des Reaktors, so z. B. in der Nähe des Gasabzuges, bewirken sollen, sind u. a. in den Patentschriften DD-PS 132 980, 110 297, 133 817 und vorgeschlagen worden. Ebenso große Aufmerksamkeit wurde in der Vergangenheit bei der Optimierung der Pestbettdruckvergasung der konstruktiven Gestaltung und der Betriebsweise des Drehrostes in Verbindung mit der Zuführu des Vergasungsmittels gewidmet. Solche Vorschläge wurden u. a. in den Patentschriften DD-PS 133 571, 134 243 und in der DD-PS C 10 J/209 772 unterbreitet. ' . Den Lösungsvorschlägen beider Gruppen liegt das gemeinsame Anliegen zugrunde, die Strömung vor dem Eintritt und nach dem Austritt aus der Schiit tung so zu lenken,Constructive solutions, the optimal flow distribution in the upper part of the reactor, such. B. in the vicinity of the gas outlet, are u. a. in the patents DD-PS 132 980, 110 297, 133 817 and have been proposed. In the past, just as much attention has been given to optimizing the Pestbed Gasification of the design and operation of the rotary grate in conjunction with the feed of the gasification agent. Such suggestions were u. a. in the patents DD-PS 133 571, 134 243 and in DD-PS C 10 J / 209 772 submitted. '. The solution proposed by both groups is based on the common aim of directing the flow before entry and exit from the site,
daß eine möglichst gleichmäßige Verteilung und somit ein Optimum in der Prozeßfiihrung erreicht wird. Der Nachteil dieser Vorschläge ist mit der fehlerhaften These verbunden, nach der die Strömungsverteilung als ' entscheidende Prozeßgröße für die Leistungsfähigkeitthat the most uniform possible distribution and thus an optimum in the Prozeßfiihrung is achieved. The disadvantage of these proposals is associated with the erroneous thesis, according to which the flow distribution as' crucial process variable for the performance
1 53 D1 53 D
von Festbetten, wesentlich von den vor- und nachgeschalteten Einrichtungen, wie z. B. Kohleverteiler und Gassammeiräume bzw. Roste, beeinflußt werdejzi. Dies ist jedoch nicht der Pail. -Vielmehr wird die Strömungsverteilung insbesondere durch die sich im Prozeßablauf ergebende Kornstruktur beeinflußt. . . . Sehr feinkörnige Schüttgutschichten im Reaktor können z. B. einen Strömungswiderstand annehmen, der um mehrere Zehnerpotenzen höhere Werte gegenüber dem Widerstand von Einbauten im Gassammeiraum oder am Drehrost annehmen kann. Desweiteren besitzt Peinkorn die sehr nachteilige Eigenart, daß es in der Schuttung durch das Pluid bewegt wird und sich an beliebigen Stellen des Reaktors ablagert und somit die Ungleichmäßigkeit der Schüttgutstruktur potenziert. Damit können sogar bestimmte Bereiche des Reaktors bis zur totalen Verstopfung gebracht werden und die Durchströmung desselben kann nur noch in Kanalform erfolgen womit praktisch das Prinzip und die Vorteile des Gegenstromreaktors auf- - gehoben werden.fixed beds, much of the upstream and downstream facilities, such. As coal distribution and Gassammeiräume or grates, willjett influenced. However, this is not the pail. -More, the flow distribution is influenced in particular by the resulting in the course of the process grain structure. , , , Very fine-grained layers of bulk material in the reactor can, for. B. assume a flow resistance that can take higher values by several orders of magnitude compared to the resistance of internals in Gassammeiraum or on the rotary grate. Furthermore, Peinkorn has the very disadvantageous peculiarity that it is moved in the debris through the Pluid and deposited at any point of the reactor and thus potentiates the unevenness of the bulk structure. This even certain areas of the reactor can be brought to total blockage and the flow through the same can only be done in a channel shape with practically the principle and the advantages of the countercurrent reactor - lifted.
Alle oben dargelegten in der Vergangenheit getroffenen Maßnahmen führen daher nur zu Teilerfolgen, weil ihre Wirkung auf unbedeutende Bereiche am Anfang und am Ende der Schuttung beschränkt bleibt.All of the above measures taken in the past, therefore, lead only to partial success, because their effect is limited to insignificant areas at the beginning and end of the debris.
Eine weitere Gruppe von Vorschlägen zur Verbesserung des Prozeßablaufes bei der Druckvefgasung von Kohle befaßt sich mit der Steuerung des Ascheaustrages. Hierbei soll vor allem eine gleichmäßigere Strömung und die Vermeidung von Kanalbildungen erzielt werden, was z.B.Another group of proposals to improve the process flow in coal gasification involves the control of the ash discharge. In particular, a more uniform flow and avoidance of channeling should be achieved, which is e.g.
auch Ziel der DD-PS 133 247 ist.also target of DD-PS 133 247.
Ein weiterer Vorschlag ähnlicher Zielrichtung sieht die Steuerung des Ascheaustrages auf der Basis einer Aschebilanz am Reaktor vorAnother proposal for a similar objective is the control of the ash discharge on the basis of an ash balance at the reactor
Auch bei diesen Lösungsvorschlägen wird verkannt, daß für eine gleichmäßige Durchströmung des Pestbettes die Even with these proposed solutions is misconceived that for a uniform flow through the Pestbettes the
2 2 15 3 0 *2 2 15 3 0 *
Kornstruktür im Festbett das entscheidende Kriterium für eine Steuerung des Ascheaustrages überhaupt darstellt. --Grain structure door in the fixed bed represents the decisive criterion for controlling the ash discharge ever. -
Die Steuerung des Ascheaustrages ermöglicht es gleichfalls nicht, die Feuerzone konstant zu halten, weil diese, wenn die Kornstruktur des Festbettes unbeachtet bleibt', keine ebene Fläche darstellt. Diese erstreckt sich dagegen in Form ausgeprägter Kanäle, in welchen sich erhebliche Massenströnie an Feststoff in Strömungsrichtung des Fluides bewegen können, über große vertikal Bereiche des Festbettes. .·.... Auch die Einbeziehung einer Aschebilanz in eine Regelung des Ascheaustrages führt nicht zu den angestrebten Verbesserungen, weil, sich bei hohem Feststoffaustrag mit dem Rohgasstrom keine ebene Aschebett- und Feuerbeti lage einstellt und außerdem für eine qualitative und quantitative Erfassung des mit dem Fluid mitgerissenen Feststoffstromes keinerlei praktisch anwendbare- Meßmethoden bekannt sind. The control of the ash discharge also does not make it possible to keep the fire zone constant because, if the grain structure of the fixed bed is ignored, it does not constitute a flat surface. On the other hand, this extends in the form of distinct channels, in which considerable mass flow of solids can move in the flow direction of the fluid, over large vertical areas of the fixed bed. . The inclusion of an ash balance in a scheme of ash discharge does not lead to the desired improvements, because, at a high solids discharge with the raw gas flow no flat ash bed and Feuerbeti position adjusts and also for a qualitative and quantitative coverage of the fluid entrained solids flow no practically applicable measuring methods are known.
d) Ziel der Erfindung:d) Aim of the invention:
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Erhöhung der spezifischen Schachtbelastung und der Verbesserung der Ökonomie von Festbettdruckgasgeneratoren für die Vergasung von Braun- oder Steinkohlen des verschiedensten Inkohlungsgrades, durch, das mittels geeigneter Methoden zur Modifizierung der Kornstruktur solche Bedingungen geschaffen werden, daß sich optimale Strömungsverhältnisse als entscheidende Voraussetzung für eine hohe Belastbarkeit der Schüttung und damit.für eine hohe spezi· fische Leistung bei optimaler Prozeßführung und verbesserter Ökonomie einstellen, wodurch in Verbindung mi1 dem Ascheaustrag eine Prozeßautomatisierung möglich wird.The aim of the invention is a method for increasing the specific shaft load and the improvement of the economy of fixed bed pressure gas generators for the gasification of brown or hard coal of various Inohlungsgrades, by, created by means of suitable methods for modifying the grain structure such conditions that optimum flow conditions as set crucial for a high load capacity of the bed and damit.für a high specific · fish power and improved process control and improved economy, creating a process automation is possible in conjunction mi 1 the ash discharge.
22 153 022 153 0
e) Darlegung des Wesens der Erfindung:e) Presentation of the essence of the invention:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bislang geltenden Anschauungen hinsichtlich des Einflusses von Generatoreinbauten, wie Kohleverteiler, Gassammeiräume oder Roste, auf die Strömungsverteilung und damit· die mit.diesen verbundene Stagnation bei der weiteren Ver-' besserung der Prpzeßführung. au überwinden.The invention is based on the object, the hitherto prevailing views regarding the influence of generator internals, such as coal manifolds, gas collection chambers or grates, on the flow distribution and thus · the mit.diesen connected stagnation in the further improvement of the Prpzessführung. overcome.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Herausbildung der Kornstruktur im Festbett als entscheidende Führungsgröße für den Prozeßablauf in Abhängigkeit von den jeweiligen Verfahrensbedingungen auf dem Wege des Prozeßdurchlaufes derart gesteuert wird, daß sich ein stabiles Pestbett sowie eine gleichmäßige Durchströmung der Schuttung einstellt.. Die.hierzu notwendige Beurteilung der Kornstruktur, die hinsichtlich ihrer strömungstechnischen Güte im allgemeinen mit den Kenndaten mittlerer Korndurchmesser d und dem sogenannten Lückenvolumen ε definiert wird, wird erfindungsgemäß anhand des Kriteriums Wirbel-Punktgeschwindigkeit für jedes Höhenelement der Schuttung des Reaktors vorgenommen.According to the invention, this object is achieved in that the formation of the grain structure in the fixed bed as a key variable for the process flow depending on the respective process conditions by way of process flow is controlled so that adjusts a stable Pestbett and a uniform flow of the debris .. Die . Necessary assessment of the grain structure, which is defined in terms of their fluidic quality in general with the characteristics of mean grain diameter d and the so-called void volume ε, is carried out according to the invention on the basis of the criterion vortex point velocity for each height element of the reactor.
Die Beeinflussung der Kornstruktur im Festbett des Reaktors kann in verschiedener Art und Weise vorgenommen werden. The influence of the grain structure in the fixed bed of the reactor can be carried out in various ways.
Es wird erstens vorgeschlagen, die dornstruktur der bei der Vergasung anfallenden Asche und des sich im mittleren Teil eines Druckvergasers befindlichen Asche Koksasche - Kohle - Gemisches durch die Veränderung der Reaktionstemperatur mn der Oxydationszone zu steuern. Es wurde an großtechnisch betriebenen Druckvergasern ermittelt, daß z. B. mit der Veränderung der Reaktionstemperatur in der Oxydationszone nicht nur die Kornstruktur der Asche, insbesondere ihr Peinkornanteil, verändert werden kann, sondern auch der Peinkornanteil in der Reduktionszone, d. h. im Bereich des teilvergasten Kokses.Firstly, it is proposed to control the mandrel structure of the ashes obtained in the gasification and of the ash coke ash - coal mixture present in the middle part of a pressure gasifier by changing the reaction temperature in the oxidation zone. It was determined on large-scale pressure gasifiers that z. B. with the change in the reaction temperature in the oxidation zone not only the grain structure of the ash, in particular their Peinkornanteil, can be changed, but also the Peinkornanteil in the reduction zone, d. H. in the field of partially gassed coke.
O Ό UO Ό U
Vorteilhaft ist es, die Reaktionstemperatur in der Oxydations- und Reduktionszone soweit zu erhöhen, daß für mindestens 30 % des Masseanteiles.der Mineralsübstanz der Kohle der Sinter- bzw. Schmelzpunkt überschritten wird. Mit dem damit erreichbaren, gleichmäßig durchströmten Festbett ist dabei die Gefahr der Bildung von größeren Schlackeagglomeraten gering, weil der Feinkornanteil, bestehend aus Asche und Koks-Asche-Partikeln, infolge des Hichtüberschreitens der Wirbelpunktgeschwindigkeit nicht in größerem Umfange durch das Fluid in höhere Schichten verlagert ,' - :. wird und somit durch Selektionsvorgänge leicht schmel-It is advantageous to increase the reaction temperature in the oxidation and reduction zone to such an extent that the sintering or melting point is exceeded for at least 30% of the mass fraction of the mineral balance of the coal. With the achievable, evenly flowed through bed is the risk of the formation of larger slag agglomerates low, because the fine grain content, consisting of ash and coke ash particles, due to the Hichtüberschreitens the vortex point velocity does not shift to a greater extent by the fluid in higher layers, '-:. and is therefore easily melted by selection processes.
zeiide Eutektika bildet. Desweiteren werden durch die Vermeidung des Transportes von Feinkorn in benachbarte Gebiete stets die chemisch-physikalischen Bedingungen für den Prozeßablauf so gesichert, daß bei gleicher Beschaffenheit des Vergasungsmittels- keine unterschiedliche Re akti ons temperatur entstehen kann.- Somit- wird die Gefahr der Verschlackung auf ein Minimum zurückgedrängt. Wird die Wirbelpunktgeschwindigkeit im Festbett an keiner Stelle insbesondere in der Oxydations- und Reduktionszone überschritten, kann die Reaktionsendtemperatur so weit erhöht werden, daß ein höherer Anteil der Mineralsubstanz in die Form eines grob-( , körnigen Schüttgutes überführt wird, welches durch-zeiide eutectic forms. Furthermore, by avoiding the transport of fine grain into adjacent areas, the chemical-physical conditions for the process flow are always secured so that no different Re acti ons temperature can arise with the same nature of the gasification.- Thus, the risk of slagging on Minimum pushed back. If the vortex point velocity in the fixed bed is not exceeded at any point, especially in the oxidation and reduction zone, the reaction end temperature can be increased to such an extent that a higher proportion of the mineral substance is converted into a coarse (granular) bulk material which is thoroughly
strömbar ist. is flowable.
Desweiteren kommt hinzu, daß bei einer genügend hohen Reaktionstemperatur in der Reduktionszone durch die beginnenden Sintervorgange im teilvergasten Koks der Kornzerfall und damit die Staubbildung bereits entscheidend eingeschränkt werden.Furthermore, it is added that at a sufficiently high reaction temperature in the reduction zone by the incipient sintering processes in teilvergasten coke the grain disintegration and thus the dust formation are already significantly limited.
Praktikable Möglichkeiten zur Veränderung der Reaktionstemperatur und damit der Kornstruktur in der Oxydations- und Reduktionszone sind die Veränderung des Sauerstoffanteiles im Vergasungsmittel bzw, dessen Zusammensetzung schlechthin und die Wahl der Temperatur des Vergasungsmittels.Practical possibilities for changing the reaction temperature and thus the grain structure in the oxidation and reduction zone are the change in the oxygen content in the gasification agent or, whose composition is par excellence and the choice of the temperature of the gasification agent.
Die exakte Einhaltung einer bestimmten Maximaltemper atur in der Oxydationszone, welche von verschiedenen Paktoren abhängt, erfolgt durch eine ständige Überwachung und Steuerung mittels eines Prozeßrechners. Dies ist auch deshalb notwendig, um einerseits die Vorteile einer hohen Reaktionstemperatur voll nutzen zu können und andererseits Verschlackungen bzw, den Anfall zu großer Schlacke-The exact compliance with a certain maximum tempera ture in the oxidation zone, which depends on various factors, is done by a constant monitoring and control by means of a process computer. This is also necessary, on the one hand, to be able to fully exploit the advantages of a high reaction temperature and, on the other hand, to reduce slagging or the formation of too large a slag.
stücke zu vermeiden. .to avoid pieces. ,
Zur Einstellung einer optimalen Eeaktionsteraperatur kommen als Hilfsgrößen erfindungsgemäß zum einen Temperaturmeßwerte die vorzugsweise am Innenmantel des Generators in Höhe der Aschezone abgenommen werden zur Anwendung, die das Erreichen des vYirbelzustandes in der Schiittung durch einen unstetigen zeitlichen Verlauf und schroffe Änderungen anzeigen. Dies läßt eine schlecht durchströmbare Kornstruktur, d. h. eine zu niedrige Reaktionstemperatur erkennen, Zum anderen wird als Hilfsgröße zur Einstellung einer optimalen Reaktionstemperatur der Sollwert der aus dem Generator auszutragenden Aschemenge, der sich aus der pro Zeiteinheit vergasten Kohlemenge im Reaktor ergibt, herangezogen. Wird dieser unterschritten, ist die Kornstruktur im Schacht des Generators zu feinkörnig und es werden erhebliche Mengen von Asche- bzw. Koks-Asche-Partikeln nicht über den Rost, sondern über den Rohgasabgang ausgetragen. Es wird weiter erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Prozeßablauf in Verbindung mit der Optimierung der Reaktionstemperatur der Oxydationsζone bezüglich des Asche- bzw. des Peststoffaustrages über die Arbeitsweise des Drehrostes so zu steuern, daß stets eine bestimmte Gleichgewichtstemperatur, die sich aus der Temperatur der aus der Oxydationszone stammenden Asche und dem entgegenströmenden Vergasungsmittel ergibt, eingehalten wird.In order to set an optimal reaction toneratures, according to the invention, as auxiliary quantities, temperature readings which are preferably taken from the inner shell of the generator at the level of the ash zone are used which indicate the reaching of the vyrolysis condition in the slurry by a discontinuous time course and sharp changes. This leaves a poorly flowable grain structure, d. H. On the other hand, the setpoint value of the amount of ash to be discharged from the generator, which results from the amount of coal gasified per unit time in the reactor, is used as an auxiliary variable for setting an optimum reaction temperature. If this is fallen short of, the grain structure in the shaft of the generator is too fine-grained and significant amounts of ash or coke ash particles are discharged not via the grate, but via the raw gas outlet. It is further proposed according to the invention, the process flow in conjunction with the optimization of the reaction temperature of Oxydationsζone with respect to the ash or the Peststoffaustrages on the operation of the rotary grate to control so that always a certain equilibrium temperature resulting from the temperature of the originating from the oxidation zone Ashes and the opposite gasification agent results, is respected.
· «· » J ο υ · «·» J ο υ
Vorzugsweise erfolgt die Erfassung dieser Temperatur unmittelbar im Reaktor und an mehreren Stellen unmittelbar unterhalb der Oxydationsζone am äußeren UmfangPreferably, the detection of this temperature takes place directly in the reactor and at several points immediately below the Oxydationsζone on the outer periphery
des Reaktors. Als Führungsgröße für den Asche- bzw, Feststoffaustrag dient vorzugsweise eine mittlere Temperatur,-errechnet aus dem Durchschnitt von mindestens zwei, vorzugsweise 4-6, Meßstellen. - Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung des Austrags-of the reactor. As a reference variable for the ash or, solids discharge is preferably a mean temperature, calculated from the average of at least two, preferably 4-6, measuring points. According to the invention, the control of the discharge
mechanismus für den Feststoff bzw. die Asche nach einem Algorithmus, der die Temperaturmeßwerte, das Zeitverhalten des Gesamtsystems und die Grenzwerte für die Gleichgewichtstemperatur berücksichtigt. In. diesen Algorithmus gehen desweiteren die Reaktionstemperatur in der ,Oxy-Mechanism for the solid or the ash according to an algorithm that takes into account the Temperaturmeßwerte, the timing of the entire system and the limits for the equilibrium temperature. In. Furthermore, the reaction temperature in the "oxy-
dationsζone und die pro Zeiteinheit aus dem Reaktordationsζone and per unit time from the reactor
spezifisch ausgetragene Aschemenge in Verbindung mit der vorgenannten Hilfsgrößen derart ein, daß stets ein stabj les Feuerbett und eine optimale Endtemperatur der aus de Reaktor auszutragenden Feststoffmenge gewährleistet wird Vorzugsweise wird als Sollgröße für die Temperatur-.Specifically discharged ash in conjunction with the aforementioned auxiliary variables such that always a stabj les fire bed and an optimum final temperature of the discharged de reactor solids amount is ensured is preferably used as a target size for the temperature.
differenz zwischen aus dem Reaktor auszutragender Asche und dem Eintritt des Vergasungsmittels, welches das Aschebett durchströmt, ein Wert von max. 50 K festgelegi Damit wird sowohl eine optimale energetische Prozeßführung, als auch ein Schutz der meist vor thermischer Be- ( Schädigung nicht vollkommen resistenten Bauteile derdifference between ash to be discharged from the reactor and the entry of the gasification agent flowing through the ash bed, a value of max. 50 K bestimmgelegi Thus, both an optimal energetic process control, as well as a protection of the most before thermal loading ( damage not completely resistant components of the
Austragsorgane für den Feststoff erreichtDischarge organs for the solid reached
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Fall d« Brikettierung des Vergasungsgutes diesem geeignete mineralische Substanzen zuzusetzen, wodurch die Kornstruktiu und damit der für den Prozeßablauf schädliche Feinkornanteil so beeinflußt werden kann, daß auch im Bereich oberhalb der Oxydationszone des Reaktors einem Kornzerfi mit Feinkornbildung.weitgehend entgegengewirkt - wird. Furthermore, the invention proposes to add in the case d «briquetting of the gasification this suitable mineral substances, whereby the Kornstruktiu and thus detrimental to the process flow fine grain content can be influenced so that even in the range above the oxidation zone of the reactor a Kornzerfi with Feinkornbildung.weitgehend counteracted - becomes.
Am geeignetsten für derartige Zusätze sind solche Miner? bestandteile, die bei thermischer Beanspruchung zu einea Verfestigung des Korngefüges.der Kohlesubstanz führen b2 im Ergebnis des Vergasungsvorganges für sich allein-einMost suitable for such additives are such miners? constituents which on thermal stress lead to solidification of the grain structure of the carbonaceous substance b2 as a result of the gasification process on its own
22 153 Q 9-22 153 Q 9-
festes kompaktes Gefüge bilden. Derartige Eigenschaften besitzen z. B. Tonminerale, auch Kalk, in Form von CaO in der Kohle enthalten, führt bei Erwärmung zur Karbonatbildung (CaCOß), was bis zu einem bestimmten Temperaturniveau zu einer Gefügeverfestigung führt und somit der Feinkornbildung entgegenwirkt- .. . . Auch andere Mineralbestandteile bzw. Kombinationen von ihnen führen in Form von Zusätzen bzw. mit einer bestimmten Kohleauswahl bzw. Kohlemischung von Natur aus zu derartigen prozeßstabilisierenden Effekten.form solid compact structure. Such properties have z. As clay minerals, and lime, in the form of CaO contained in the coal, when heated leads to carbonate formation (CaCOß), which leads to a certain temperature level to a structural strengthening and thus counteracts the fine grain formation ... , Other mineral constituents or combinations of them naturally also lead to such process-stabilizing effects in the form of additives or with a specific choice of coal or coal mixture.
f) Ausführungsbeispiel:f) embodiment:
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Der Ascheaustrag aus dem Generator erfolgt im allgemeinen über einen Drehrost, wobei als Austragsorgane sogenannte Räumer benutzt werden. Die ausgetragene Aschemenge wird dabei durch den Querschnitt der Räumer, deren Anzahl und Laufgeschwindigkeit sowie durch die Lauf zeit-bestimmt.. Die Drehgeschwindigkeit und die Einschaltdauer für den Drehrostlauf werden in der Praxis als Sollgrößen für den zeitlichen Ascheaustrag genutzt.The ash discharge from the generator is generally via a rotary grate, so-called scrapers are used as Austragsorgane. The amount of ash discharged is determined by the cross section of the scrapers, their number and running speed as well as by the running time. The rotational speed and the switch-on time for the rotary grate are used in practice as set values for the time ash discharge.
Erfindungsgemäß erfolgt die Einstellung der Drehgeschwindigkeit des Drehrostes und die Festlegung der Einschaltdauer bzw. die Veränderung beider Größen derart, daß in festgelegten Zeitabschnitten schrittweise so lange eine Erhöhung des Ascheaustrages vorgenommen wird, bis an- den Temperaturmeßsteilen der Aschezone die- zulässige Temperatur als Ausdruck der zulässigen Temperaturdifferenz zwischen Vergasungsmittel und Asche vorzugsweise bis max. 50 K erreicht worden istAccording to the invention, the setting of the rotational speed of the rotary grate and the determination of the duty cycle or the change of both variables is such that in fixed periods as long as an increase in the ash discharge is made until the temperature measuring parts of the ash zone permissible temperature as an expression of the permissible Temperature difference between gasification agent and ash preferably up to max. 50 K has been achieved
Ist diese Temperatur in Form eines Mittelwertes mehrerer Temperaturmeßstellen in der Aschezone erreicht worden, werden die Ausgangswerte für den Ascheaustrag eingestellt, If this temperature has been reached in the form of an average of several temperature measuring points in the ash zone, the initial values for the ash discharge are set,
" ' 3^" 10" 3 ^" 10
womit bei stabilem Generatorbetrieb automatisch eine Zweipunktregelung der Aschebetthöhe im Generator gegeben ist. Die Regelung dieses Systems wird derart gestaltet, daß die Endlagen der Aschebetthöhe nur in größeren Zeit abständen, vorzugsweise in <2 h, angefahren werden. Erfolgt innerhalb dieses Zyklusaes in der Aschezone, ein dem Ascheaustrag nicht entsprechender Temperaturanstieg, was auf das Erreichen des Wirbelzustandes des Pestbettes hindeutet, ist die Reaktionstemperatur in der Oxydationszone, vorzugsweise durch die Erhöhung des Anteils der oxydierenden Bestandteile im Vergasungsmittel, zu erhöhen Gleichfalls ist eine Erhöhung der Reaktionstemperatur vor zunehmen, wenn unabhängig vom Trend des Temperaturverlaufes in der Aschezone die zeitlich aus dem Reaktor über den Rost ausgetragene Aschemenge den Sollwert .unterschrei Dies kann bekanntlich über entsprechende Füllstandsanzeiger in der Ascheschleuse kontrolliert werden. Die Srhö hung der Reaktionstemperatur ist dabei ebenfalls in Schrittfolgen vorzunehmen, die dem Kohletyp angepaßt sind Die Temperaturerhöhung wird beendet, wenn der Sollwert für den Ascheaustrag bzw. ein stabiler Temperaturverlauf in der Aschezone erreicht ist.which automatically gives a two-step control of the ash bed height in the generator with stable generator operation. The regulation of this system is designed such that the end positions of the ash bed height intervals only in a long time, preferably in <2 h, are approached. If, within this cycle in the ash zone, there is a temperature rise not commensurate with the ash discharge, indicating the reaching of the fluidized state of the plague bed, the reaction temperature in the oxidation zone should be increased, preferably by increasing the proportion of oxidising constituents in the gasifying agent r heightening the reaction temperature before increase as independent from the trend of the temperature profile in the ash zone from the reactor via the grate discharged temporally ash amount .unterschrei the setpoint This also known to be controlled by appropriate level indicator in the ash sluice. The increase in the reaction temperature is likewise to be carried out in step sequences which are adapted to the type of coal. The temperature increase is terminated when the desired value for the ash discharge or a stable temperature profile in the ash zone is reached.
* * i o <3 υ* * io <3 υ
Die Temperaturerhöhung wird beendet, wenn der Sollwert für den Ascheaustrag bzw. ein-stabiler Temperaturverlauf in der Aschezone-errsicht ist. .......The temperature increase is terminated when the setpoint value for the ash discharge or a stable temperature profile in the ash zone prospect is. .......
Durch die Einstellung einer hohen Reaktionstemperatur sowie das Zumischen von Mineralstoffen zum Brikettiergut können im Schacht des Generators Schaden auftreten, die erfindungsgemäß durch eine verschlackungsresistente Innenauskleidung, vorzugsweise aus keramischem Material oder auch auf metallischer Basis, vermieden werden können.By setting a high reaction temperature and the mixing of minerals to Brikettiergut damage can occur in the shaft of the generator, which can be avoided according to the invention by a slag resistant inner lining, preferably of ceramic material or on a metallic basis.
Claims (6)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD22153080A DD159010A3 (en) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | METHOD FOR INCREASING THE SPECIFIC BAY LOADS OF FIXED BEDGED GAS GENERATORS |
DE19803046249 DE3046249A1 (en) | 1980-06-03 | 1980-12-08 | Solid bed pressurised gas generator with increased output - achieved by controlling size of coal briquettes, ash temp., and speed of ash removal |
JP805081A JPS5712094A (en) | 1980-06-03 | 1981-01-23 | Enhancing of unit shaft furnace load of fixed layer pressure gas generating furnace |
YU58481A YU58481A (en) | 1980-06-03 | 1981-03-06 | Method of increasing the unit stress of a body at generators for firm-cushion comporession gasification |
CS812667A CS266781A1 (en) | 1980-06-03 | 1981-05-08 | Zpusob zvyseni merneho zatizeni sachty generatoru zplynovani pod tlakem ve stacionarni vrstve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD22153080A DD159010A3 (en) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | METHOD FOR INCREASING THE SPECIFIC BAY LOADS OF FIXED BEDGED GAS GENERATORS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD159010A3 true DD159010A3 (en) | 1983-02-16 |
Family
ID=5524484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD22153080A DD159010A3 (en) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | METHOD FOR INCREASING THE SPECIFIC BAY LOADS OF FIXED BEDGED GAS GENERATORS |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5712094A (en) |
CS (1) | CS266781A1 (en) |
DD (1) | DD159010A3 (en) |
DE (1) | DE3046249A1 (en) |
YU (1) | YU58481A (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4453949A (en) * | 1983-03-08 | 1984-06-12 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Ash bed level control system for a fixed-bed coal gasifier |
US4615713A (en) * | 1983-05-10 | 1986-10-07 | Sasol Operations (Proprietary) Limited | Ash temperature measurement means for a fixed bed gasifier |
JPS6078334A (en) * | 1983-10-05 | 1985-05-04 | Hitachi Ltd | Fluorophotometer |
JPH0519801Y2 (en) * | 1986-11-07 | 1993-05-25 |
-
1980
- 1980-06-03 DD DD22153080A patent/DD159010A3/en unknown
- 1980-12-08 DE DE19803046249 patent/DE3046249A1/en not_active Withdrawn
-
1981
- 1981-01-23 JP JP805081A patent/JPS5712094A/en active Granted
- 1981-03-06 YU YU58481A patent/YU58481A/en unknown
- 1981-05-08 CS CS812667A patent/CS266781A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6247472B2 (en) | 1987-10-08 |
CS266781A1 (en) | 1984-05-14 |
DE3046249A1 (en) | 1981-12-10 |
JPS5712094A (en) | 1982-01-21 |
YU58481A (en) | 1983-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2008095977A1 (en) | Method and device for the entrained-flow gasification of solid fuels under pressure | |
DE4240197C2 (en) | Process for the production of pig iron from iron ore and device for the thermal and / or chemical treatment of a readily disintegrating material or for the production of pig iron by means of this process | |
EP2356200B1 (en) | Method for thermochemically gasifying solid fuels | |
DE3333870A1 (en) | METHOD FOR OPERATING A REACTOR FOR GASIFYING SOLID FUELS | |
DD159010A3 (en) | METHOD FOR INCREASING THE SPECIFIC BAY LOADS OF FIXED BEDGED GAS GENERATORS | |
EP2686406A1 (en) | Moving bed reactor | |
DE3531292C2 (en) | ||
DE102006005626A1 (en) | Process and gasification reactor for gasification with liquid slag vent | |
DE102008037318B4 (en) | Process, apparatus and plant for entrained flow gasification of solid fuels under pressure | |
DE3929925C2 (en) | ||
DE202009002781U1 (en) | Reactor for the thermal treatment of a feedstock | |
DE2925441A1 (en) | Fluidised bed gasification of crushed coal - involves injecting coal dust from raw gas with fines into bed | |
DE3241239A1 (en) | Device for withdrawing solids from a fluidised bed reactor | |
DE2604140C3 (en) | Process for the production of synthesis and reducing gas | |
DE3109781A1 (en) | Process and rotary kiln for calcining cement raw materials to produce clinker | |
DE3418488C2 (en) | ||
DE1023844B (en) | Process for bringing gases into contact with coal-like solids | |
DE10119149C1 (en) | Rotary grate for waste gasifier, comprises bore holes in each grate stage, perforated plate, crushing ridge, metal reinforcement, and bridge breaker | |
DD261502A3 (en) | METHOD FOR FIXED BED PRESSURE GASIFICATION OF COAL | |
DE102016210348A1 (en) | Process and apparatus for post-oxidation of carbonaceous gasification products | |
EP3290493A1 (en) | Process and apparatus for pressurized gasification in a fixed bed | |
DE2921339A1 (en) | METHOD FOR LOADING A SLAGGASIFYING DEVICE | |
CH676496A5 (en) | ||
DE1055162B (en) | Process for generating fuel gas from solid fuel | |
WO2013060457A1 (en) | Method for the automatic removal of an excess of carbon in a gasification reactor |