DD161080A1

DD161080A1 - METHOD AND DEVICE FOR GASIFYING SOLID FUELS

Info

Publication number: DD161080A1
Application number: DD20815378A
Authority: DD
Inventors: Manfred Schingnitz; Friedrich Berger; Peter Goehler; Horst Kretschmer; Guenter Tietze; Wolfgang Fuhrmann
Original assignee: Brennstoffinstitut Freiberg 92
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1984-10-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergasen von festen Brennstoffen mit Wasserdampf und/oder Kohlendioxid, wobei ganz oder teilweise der Wasserdampfbedarf durch den eigenen Wassergehalt des Brennstoffes gedeckt werden kann, in von aussen beheizten, horizontal, vertikal oder in beliebiger Neigung angeordneten Vergasungsrohren. Die Aufgabe besteht darin, die Einspeisung des feinkoernigen Brennstoffes unter erhoehtem Druck in die Vergasungsrohre vorzunehmen, wobei die Dosierung mit Hilfe eines Traegergases erfolgt. Der unter Druck gesetzte feinkoernige Brennstoffe wird aus dem oder den Druckschleusenbehaelter(n) einem Dosierbehaelter zugefuehrt, der durch Wirkung der Schwerkraft als quasi ruhende Schuettung dem Unterteil dieses Dosierbehaelters zufliesst und durch Einblasen eines gasfoermigen Mediums als Traegergas die Schuettung oertlich begrenzt aufgelockert bzw. in eine partielle Wirbelschicht ueberfuehrt.In die aufgelockerte bzw. partielle Wirbelschicht taucht eine Foerderleitung ein, die mit dem Vergasungsrohr verbunden ist.The invention relates to a method and a device for gasifying solid fuels with water vapor and / or carbon dioxide, wherein all or part of the steam demand can be covered by the own water content of the fuel, in externally heated, horizontally, vertically or arranged in any inclination gasification tubes , The object is to carry out the feeding of the fine-grained fuel under elevated pressure in the gasification tubes, wherein the metering takes place with the aid of a carrier gas. The pressurized feinkoernige fuels is fed from the one or more Druckschleusenbehaelter (s) a Dosierbehaelter which flows by gravity as a quasi-quiescent Schuettung the lower part of this Dosierbehaelters and loosened by blowing a gaseous medium as Traegergas the Schuettung locally limited or in a Partial fluidized bed transferred. In the loosened or partial fluidized bed enters a conveyor line, which is connected to the gasification tube.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen von festen BrennstoffenProcess and apparatus for gasifying solid fuels

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergasen,von festen Brennstoffen mit Wasserdampf und/oder Kohlendioxid, wobei ganz oder teilweise der Wasserdampfbedarf durch den eigenen Wassergehalt des Brennstoffes gedeckt werden kann, in von außen beheizten, horizontal, vertikaloder in beliebiger Neigung angeordneten Vergasungsverfahren. Die zu einem Vergasungssystem (Reaktor) zusammengefaßten Rohre können durch Fremdgase, einem Teil der erzeugten Gase oder mit Premdwärme, z. B. aus einem !Tuklearreaktor, beheizt werden. Die Vergasung des Brennstoffes fuhrt dabei zu CC- und Hp-haltigen Gasen, die direkt oder nach weiterer Aufbereitung als Heizgas, Synthesegas, Reduktionsgas u. a. eingesetzt werden können.The invention relates to a method and a device for gasification of solid fuels with water vapor and / or carbon dioxide, wherein all or part of the steam demand can be covered by the own water content of the fuel in externally heated, horizontal, vertical or arranged in any inclination gasification process , The combined to form a gasification system (reactor) tubes can be by foreign gases, a portion of the generated gases or premold heat, z. B. from a! Tuklearreaktor heated. The gasification of the fuel leads to CC and Hp-containing gases, which are directly or after further treatment as heating gas, synthesis gas, reducing gas u. a. can be used.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur endothermen Vergasung von Brennstoffen mittels Wasserdampf, und/oder Kohlendioxid mittels Zuführung von Fremdwärme, wobei der Wasserdampf auch durch Verdampfen des vorn Brennstoff eingebrachten Wassergehalts innerhalb des Systems entstehen kann, hat sich die Vergasung in auSenbeheizten Rohren als besonders vorteilhaft erwiesen. Bei der Durchführung einer solchen Technologie erweist sich die Brennstoffzuführung als schwieriges technisches Problem, besonders wenn die Vergasung bei höherenFor the endothermic gasification of fuels by means of steam, and / or carbon dioxide by supplying external heat, wherein the water vapor can also be produced by evaporation of the fuel introduced water content within the system, the gasification in externally heated pipes has proven to be particularly advantageous. In carrying out such a technology, the fuel feed proves to be a difficult technical problem, especially if the gasification at higher

inin

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Drücken durchgeführt wird.Press is performed.

Bs wurde vorgeschlagen, staubförmigen Brennstoff mit einer Flüssigkeit zu einem pump- und förderfähigen Brei anzumaischen und mittels Pumpen in das Drucksystem einzuführen. Als Flüssigkeiten werden Wasser, Öle oder Teer oder deren Gemische vorgeschlagen.For example, it has been proposed to mix dusty fuel with a liquid into a pumpable and feedable pulp and introduce it into the pressure system by means of pumps. As liquids water, oils or tar or their mixtures are proposed.

Ss sind weiterhin Verfahren ^zur mechanischen Einspeisung bekannt, bei denen fein zerkleinerter Brennstoff über einen intermittierend betriebenen Druckschleusenbehälter einem unter Vergasungsdruck stehenden Zwischenbehälter zugeführt wird, aus diesem wird der Brennstoff mittels einer drehzahlgeregelten Schnecke einem Fördergasstrom aufgegeben, der den Brennstoff der Reaktion zuführt. Weiterhin wird im DL WP 119 265 vorgeschlagen, den Brennstoff zunäehst einem, Wirbelbett aufzugeben und aus diesem im aufgelockerten Zustand in die Vergasungsrohre einzuspeisen. Als Vorteil dieser Methode wird hervorgehoben, daß keine Stauungen und Pressungen auftreten können, wie das bei mechanischen Dosiersystemen der Fall ist. Die Regelung der Brennstoffmenge wird dabei über Druckimpulse vorgenommen, die z. B. durch Querschnittsveränderungen mittels Ventilen, Schleusen u. a. entstehen. Dabei wird vorgeschlagen, die Anordnung so zu treffen, daß; in der seitlichen Begrenzungswand der dem Vergasungsreaktor vorgeschalteten Wirbelkammer die Rohre'des Vergasungsreaktors münden. Im Ilündungsbereich der Rohre können dabei wiederum verstellbare Blenden, Lochstreifen oder dgl. zur Regelung des Brennstoffstromes angeordnet werden.Ss further methods ^for mechanical feed are known in which finely crushed fuel is fed via an intermittently operated pressure lock container to a standing under gasification pressure surge tank, from this, the fuel is fed by means of a variable speed screw a conveying gas flow, which supplies the fuel to the reaction. Furthermore, DL WP 119 265 proposes to give up the fuel to a fluidized bed and to feed it from this in the loosened state into the gasification tubes. As an advantage of this method is emphasized that no congestion and pressure can occur, as is the case with mechanical dosing. The regulation of the amount of fuel is carried out via pressure pulses z. B. by cross-sectional changes by means of valves, locks, etc. arise. It is proposed to make the arrangement so that; in the lateral boundary wall of the vortex chamber upstream of the gasification reactor, the tubes of the gasification reactor open. In the mouth region of the tubes, adjustable apertures, perforated strips or the like can again be arranged for controlling the fuel flow.

Bei der Anmaischung besonders poröser, hygroskopischer Brennstoffe, wie Weichbraunkohle , ist der zur sicheren Pumpfähigkeit erforderliche Wasseranteil so hoch, daß auch nach Verdampfung und überhitzung des Wasseranteils das Wasserdampf-Brennstoff-Verhältnis weit über dem für den Vergasun^sprozeß anzustrebenden Optimalwert liegt. Das erfordert zur wirtschaftlichen Durchführung des Prozesses eine aufwendige Abtrennung eines Teiles des Wasserdampfes bzw. Wassers innerhalb des Drucksystems, oder es muß ein beträchtlicher. Mehraufwand an Fremdwärme zur Beheizung der Vergasungsröhre in Kauf genommen werden, um trotz desWhen mashing particularly porous, hygroscopic fuels, such as lignite, the proportion of water required for safe pumpability is so high that even after evaporation and overheating of the water content, the steam-fuel ratio is well above the ideal value to be achieved for the gasification process. This requires a costly separation of a portion of the water vapor or water within the printing system for economic implementation of the process, or it must be a considerable. Additional expenditure on external heat for heating the gasification tube can be accepted, in spite of the

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hohen '.Vasserdampfüberschusses ausreichende Vergasungstemperaturen zu gewährleisten.high '.Vasserdampfüberschusses ensure sufficient gasification temperatures.

Prinzipiell ähnliche Nachteile ergeben sich bei der Anmaischung eines Teiles des Staubes mit Wasser und des anderen Teiles mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff oder mit einer Suspension beider Flüssigkeiten.In principle, similar disadvantages arise when mashing a part of the dust with water and the other part with a liquid hydrocarbon or with a suspension of both liquids.

Bei mechanischen Förder- und Dauereinrichtungen, wie z. B. Schnecken, erweist sich besonders bei Anwendung von Druck, daß die erforderliche hohe Genauigkeit der Dosierung mit relativ häufiger Störanfälligkeit bzw. hohem Instandhaltungsaufwand erkauft werden muß. Besonders problematisch wird die gleichmäßige Beschickung mehrerer Vergasungsrohre aus einem Dosiersystem. Bei Anordnung separater Dosiersysteme für jedes einzelne Spaltrohr wird der apparative Aufviand untragbar hoch. Bei der Vorschaltung einer Wirbelkammer wird der liengenstrom von der Dichte der Wirbelschicht und dem Differenzdruck zwischen der Wirbelkammer und dem Vergasungsrohr bestimmt. Diese Anordnung erlaubt ein sehr großes Verhältnis von Feststoff zu Gas (siehe auch Uilmann's Enzyklopädie der technischen Chemie, Bd. 10, Stichwort Kohlevergasung), ^ie Aufrechterhaltung 9er .Wirbelschicht erfordert jedoch eine Kreislauf-Führung des fluidisierenden Inertgases mit aufwendigen Einrichtungen zur Entstaubung und Verdichtung, so daß die bisher in Versuchsanlagen angewandte Lösung hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf Großanlagen kritisch beurteilt wird (Wennier, Vergasung und oxydative Umwandlung von Brennstoffen, Weinheim 1962). Bei der oben dargelegten' Anordnung der Vergasungsrohre an der Seitenwand' der Wirbelkammer ist die gleichmäßige Beschickung der Vergasungsrohre mit Brennstoff sehr problematisch. Bei zusätzlichen mechanischen Regel- oder Drosseleinrichtung treten erhebliche Probleme in der Zuverlässigkeit auf.For mechanical conveying and permanent facilities, such. As snails, proves especially when using pressure that the required high accuracy of the dosage with relatively high susceptibility to failure or high maintenance costs must be paid. Particularly problematic is the uniform feed of several gasification tubes from a metering system. If separate dosing systems are installed for each individual can, the equipment size becomes prohibitively high. When connecting a vortex chamber, the flow of the fluid is determined by the density of the fluidized bed and the differential pressure between the vortex chamber and the gasification tube. This arrangement allows a very large ratio of solid to gas (see also Uilmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 10, keyword coal gasification), the maintenance 9er .Wirbelschicht requires, however, a circulation of the fluidizing inert gas with complex facilities for dedusting and compaction so that the solution used hitherto in experimental plants is critically assessed with regard to their transferability to large plants (Wennier, gasification and oxidative conversion of fuels, Weinheim 1962). In the 'arrangement of the gasification tubes on the side wall' of the vortex chamber set forth above, the uniform charging of the gasification tubes with fuel is very problematic. With additional mechanical control or throttling device, considerable reliability problems arise.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Siel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vergasung von Brennstoffen mit lasserdampf und/oder Kohlendioxid, wobei ganz oder teilweise der Wasserdampfbedarf durch den eigenen Wassergehalt des Brennstoffes gedeckt werden kann,The Siel the invention is a method and apparatus for gasification of fuels with laßdampf and / or carbon dioxide, wherein all or part of the steam demand can be covered by the own water content of the fuel,

&_ %y ν& _% y ν

unter höherem Druck in mit Fremdwärme außenbeheizten Vergasungsrohren, das sich durch hohe Kontinuität und Zuverlässigkeit auszeichnet und ein mit geringem 'Trägergasbedarf arbeitendes System zur Einspeisung, Dosierung und Zuführung des feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffes zum Vergas ung sr ο hr aufwe ist.at higher pressure in externally heated gasification tubes, characterized by high continuity and reliability, and a system operating with low carrier gas requirement for feeding, metering and feeding the fine-grained to dust-like fuel to the gasification unit.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vergasung von körnigem bis staubförmigem Brennstoff mit Wasserdampf und/oder Kohlendioxid , wobei ganz oder teilweise der Wasserdampfbedarf durch den eigenen Wassergehalt des Brennstoffes gedeckt werden kann, unter höherem Druck vorzugsweise unter Drücken zwischen 0,5 und 5,0 IvIPa vorzuschlagen, bei dem die Einspeisung des feinkörnigen Brennstoffs in die Vergasungsrohre und seine Dosierung mit Hilfe eines Trägergases erfolgt, hohe Beladungsverhältnisse von Peststoff zu 'Trägergas ( 400 kg/m Trägergas im Betriebszustand) und hohe spezifische Dosierleistungen zu den Vergasungsroiiren erreicht werden, auf eine Kreislaufführung des Trägergases zur Aufrechterhaltung von Wirbelschichten verzichtet und eine hoheZuverlässigkeit erreicht werden kann, wobei aus einer Dosiervorrichtung mehrere Vergasungsrohre bespeist werden können.The invention is based on the object, a method for gasification of granular to dusty fuel with water vapor and / or carbon dioxide, wherein all or part of the steam demand can be covered by the own water content of the fuel, under higher pressure, preferably at pressures between 0.5 and 5.0 IvIPa, in which the feeding of the fine-grained fuel into the gasification tubes and its metering by means of a carrier gas, high loading ratios of pesticide to 'carrier gas (400 kg / m carrier gas in the operating state) and high specific dosing to the Verdasungsroiiren be achieved , dispensed with a circulation of the carrier gas to maintain fluidized beds and high reliability can be achieved, wherein a plurality of gasification tubes can be fed from a metering device.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe wie folgt gelöst:According to the invention, the object is achieved as follows:

Der zur Vergasung bestimmte feinkörnige Brennstoff wird aus einem Vorratsbunker unter Atmosphärendruck in einen Druckschleusenbehälter gefördert. "Durch Einheiten eines komprimierten Inertgases, zweckmäBigerweise Kohlendioxid, wird der Inhalt dieses' Druckschleusenbehälters auf einen Druck gebracht, der wenig über'dem Druck der Vergasungsrohre liegt." Der unter Druck gestellte Brennstoff wird in einen weiteren Druckbehälter, im folgenden als Dosierbehälter bezeichnet, gefördert. Im Unterteil dieses Dosierbehälters wird durch Einblasen eines gasförmigen :,-Iediu:Yis, im folgenden als 'Trägergas bezeichnet, die fein-The fine-grained fuel intended for gasification is conveyed from a supply bunker under atmospheric pressure into a pressure-lock vessel. "By means of units of a compressed inert gas, expediently carbon dioxide, the contents of this pressure-lock container are brought to a pressure which is little above the pressure of the gasification tubes." The pressurized fuel is conveyed to another pressure vessel, hereinafter referred to as dosing. In the lower part of this metering container, by blowing in a gaseous: - Iediu: Yis, hereinafter referred to as' carrier gas, the fine

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körnige Brennstoffschüttung soweit aufgelockert, daß der Brennstoff gemeinsam mix dem eingeblasenen Trägergas über in dem Unterteil des Dosierbehälters beginnenden Förderleitungen den nachgeschalteten Vergasungsrohren zuströmt. Erfindungsgenäß beträgt das Verhältnis der freien Querschnitte der Förderleitung zu freiem Querschnitt des Unterteiles 1 : 50 bis 1 : 300. Die beschriebene Auflockerung des Brennstoffs im Unterteil des Dosierbehälters kann dabei soweit gehen, daß von einer partiellen (auf das Unterteil beschränkten) "Wirbelschicht gespro-ä chen werden kann. Ss ist charakteristisch für die Erfindung, daß die über dem Unterteil des Dosierbehälters lagernde Schüttung des feinkörnigen Brennstoffes d.en Charakter einer ruhenden Schüttung hat,,die .entsprechend der Äbförderung von Brennstoff in die Vergasungsrohre langsam nach unten rutscht und die im Regelfall nur von der relativ geringen Gasmenge durchströmt v/ird, die dem Feststoffvolumen der aus dem Dosierbehälter abgeforderten Brennstoffmenge entspricht. Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird eine Beladung des Trägergasstromes mit feinkörnigem Brennstoff von beispielsweise 500 kg Brennstoff je m Trägergas im Betriebszustand beigranular fuel fillet loosened so far that the fuel together mix the injected carrier gas flows over the beginning in the lower part of the metering feed lines to the downstream gasification tubes. According erfindungsgenäß the ratio of the free cross sections of the conveying line to free cross section of the lower part 1: 50 to 1: 300. The described loosening of the fuel in the lower part of the dosing can go so far that talked about a partial (limited to the lower part) "fluidized bed. It is characteristic of the invention that the bed of fine-grained fuel overlying the lower part of the dosing tank has the character of a quiescent bed, which, according to the discharge of fuel into the gasification pipes, slowly slips downwards As a rule, only the relatively small quantity of gas flows through which corresponds to the volume of solids demanded from the dosing tank and at

3 einer Reindichte des Brennstoffes von 1,4 g/sm erreicht.3 reaches a true density of the fuel of 1.4 g / sm.

Es wurde gefunden, daß sich durch Veränderung der dem Unterteil des Dosierbehälters zugeführten Trägergasmenge sehr genau der dem Vergasungsrohr zufließende Brennstoffstrom (in kg Brennstoff je Zeiteinheit) steuern läßt, wobei in weitem'Bereich das Beladungsverhältnis von Brennstoff zu Trägergas konstant bleibt. Ss ist deshalb ein weiteres Merkmal des erfindungsge:;:äßen Verfahrens, daß die Regelung der Brennstoffzufuhr zum Vergasungsrohr durch entsprechende Veränderung des Trägergasstromes zum Unterteil des Dosierbehälters erfolgt. Als Regelimpuls kann dazu beispielsweise eine direkte Messung des Brennstoffstromes in der Zuleitung zum Vergasungsrohr oder eine differentielle Messung der Füllung des Dosierbehältsrs verwendet werden. Bei der erfindungsgernäßen Verfahrensweise kann die zu Äbförderung des Brennstoff-Trägergas-Strcmes dienende, in das Unterteil des Bosierbehälters ratende Förderleitung horizontal oderIt has been found that can be controlled by changing the supplied to the lower part of the dosing container carrier gas very precisely the inflowing the gasification fuel flow (in kg fuel per unit time), wherein in weitem'Bereich the loading ratio of fuel to carrier gas remains constant. It is therefore a further feature of the invention that the regulation of the fuel supply to the gasification tube takes place by a corresponding change of the carrier gas flow to the lower part of the metering container. As a control pulse, for example, a direct measurement of the fuel flow in the supply line to the gasification tube or a differential measurement of the filling of Dosierbehältsrs be used. In the procedure according to the invention, the conveying line serving for the evacuation of the fuel-carrier gas stream, advising into the lower part of the Bosier container, can be horizontal or

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vertikal von oben oder von unten in den aufgelockerten Teil der Schüttung hineingeführt werden. Die Stetigkeit der Förderung wird durch Bichtuiigsänderungen in der Förderleitung zum Vergasungsrohr nicht nachteilig beeinflußt, ^'euii -ausreichend große Krümmungsradien gewählt werden. Damit sind beliebige geometrische Anordnungen von Dosierbehälter und Vergasungsrohren möglich.vertically from above or from below into the loosened part of the bed to be guided. The continuity of the promotion is not adversely affected by Bichtuiigsänderungen in the delivery line to the gasification tube, euiiausausend large radii of curvature are chosen. Thus, any geometric arrangements of dosing and gasification tubes are possible.

In bekannter Weise 13t es im übrigen möglich, an einzelnen Stellen der Förderleitung sehr kleine Mengen Trägergas zusätzlich einzuführen, um die Stetigkeit der Förderung weiter zu verbessern.Incidentally, in a known manner, it is also possible to additionally introduce very small amounts of carrier gas at individual points of the delivery line in order to further improve the continuity of the delivery.

Es wurde gefunden, daß die Dosiergenauigkeit - für den feinkörnigen Brennstoff, das heißt der Reziprokwert der auf den mittleren Brennstoffstrom bezogenen Schwankungsbreite der momentanen Brennstoffflußwerte um so höher ist, je geringer der Stand der Brennstoffschüttung im Dosierbehälter Schwankungen unterworfen ist. Bei_ der oben dargelegten Ausführungsform der Erfindung, bei der dem Dosierbehälter ein Druckschleusenbehälter zugeordnet ist, muß deshalb der Dosierbehälter relativ groß, insbesondere im Oberteil mit relativ großem Querschnitt ausgeführt werden, um die relativen Schwankungen des Schüttungsstandes im Dosierbehälter während eines Füllungs-, Bespannungs-, Ausleerungs-' und Entspannungszyklus des Druckschleusenbehälters ausreichend gering zu halten.It has been found that the dosing accuracy - for the fine-grained fuel, that is to say the reciprocal of the average fuel flow fluctuation range of the instantaneous fuel flow values, is the higher, the lower the level of fuel charge in the metering vessel is subject to fluctuations. Bei_ the embodiment of the invention set forth above, in which the metering is associated with a pressure lock container, therefore, the metering must be relatively large, in particular in the upper part with a relatively large cross-section to the relative variations in the level of charge in the dosing during a filling, clothing, Ausleerungs- 'and relaxation cycle of the pressure lock container sufficiently low.

Eine Weitere AusiTnrungsform der Erfindung sieht deshalb die Anordnung von zwei oder mehr parallel betriebenen Druckschleusenbehältern vor, die wechselweise gefüllt und in den Dosierbe'aälter entleert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung erfolgt die Entleerung der. Druckschleusencehälter in den Dosierbehälter durch -chwerkraft-AusfIuS über ein oberhalb.des Dosierbehälters angeordnetes, regelbares Drosselorgan f'vr den Brennstofffluß, das durch eine IvIessung des Brennstoff schüttungsstandes im Dosierbehälter gesteuert werden kann. I.Iit Hilfe bekannter Füllstandsmeßgeräte in den Druckschleusenbehältern kann nach Entleerung der ersten Schleuse der ZuflußA further embodiment of the invention therefore provides for the arrangement of two or more pressure-lock vessels operated in parallel, which are filled alternately and emptied into the dosing vessel. In a preferred embodiment of this invention, the emptying of the. Druckschleusencehälter in the dosing by -chraft-AusfIuS on a above. Des Dosierbehälters arranged, controllable throttle body f'vr the fuel flow, which can be controlled by a IvIessung of the fuel discharge level in the dosing. I.If known Füllstandsmeßgeräte in the pressure lock containers after emptying of the first lock the inflow

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von Brennstoff aus der zweiten Schleuse sowie die Sntspannung, ! Teufüllung und Bespannung der ersten Schleuse eingeleitet werden und umgekehrt. Sinngemäß läßt sich das- auf den Betrieb von mehr als zwei Druckschleusenbehältern übertragen. Obwohl für das erfindungsgemäße Verfahren nicht zwingend erforderlich, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Unterteil des Dosierbehälters, in dem die partielle Wirbelschicht aufrechterhalten wird, mit' geringerem Durchmesser auszuführen, als das Oberteil des gesamten Dosierbehälters. Ss ist zu diesem Zweck eine Verjüngung des Oberteils auf den Durchmesser des Unterteils, beispielsweise mittels konischer Zwischenteile, vorgesehen, wobei diese Verjüngung in Abhängigkeit vom Fließverhalten des Brennstoffes so zu bemessen ist, daß ein gleichmäßiges Absinken der Schüttung ohne Schlauch-bildung erreicht wird, wie das aus den theoretischen Grundlagen der Bemessung von Schüttgutbunkern bekannt ist.of fuel from the second lock and the Sntspannung,! Deviation and covering the first lock to be initiated and vice versa. Analogously, this can be transferred to the operation of more than two pressure lock containers. Although not absolutely necessary for the process according to the invention, it has proved to be advantageous to design the lower part of the metering container in which the partial fluidized bed is maintained with a diameter smaller than the upper part of the entire metering container. Ss is for this purpose, a taper of the upper part to the diameter of the lower part, for example by means of conical intermediate parts, provided, this taper is to be sized depending on the flow behavior of the fuel so that a uniform drop in the bed without hose formation is achieved, such as which is known from the theoretical basis of the design of bulk bunkers.

Zur Gewährleistung sehr hoher Beladungsverhältnisse von feinkörnige:;! Brennstoff zu Trägergas ( 400 kg/m , bezogen auf Betriebszustand) und hoher spezifischer' Durchsatzleistungen ist ein optimales Verhältnis von lichtem Durchmesser der Förderleitung zum Vergasungsrohr einzuhalten. Dieses Verhältnis des Querschnitts der Förderleitung zum Querschnitt des Unterteils ,des Dosierbehälters ist von der Leistung der Anlage und von den Fließeigenschaften des Brennstoffes abhängig und liegt, wie schon angegeben, im Bereich zwischen etwa.1 : 50 und 1 : 3To ensure very high loading conditions of fine-grained:! Fuel to carrier gas (400 kg / m, based on operating state) and high specific 'throughputs is to maintain an optimal ratio of light diameter of the feed line to the gasification tube. This ratio of the cross-section of the delivery line to the cross-section of the lower part, the dosing tank depends on the performance of the plant and the flow characteristics of the fuel and is, as already stated, in the range between about 1: 50 and 1: 3

Ss wurde gefunden, daß die Homogenität der brennstoff-Trägergas-Suspension in der Zuleitung zum Vergasungsrohr und die Genauigkeit der Regelung des Brennstoffstromes g'Anstig beeinflußt werden kann, wenn eine über dem gesamten Querschnitt weitgehend homogene Verteilung des eingeblasenen Trägergases im Unterteil des Dosierbehälters erreicht wird.It has been found that the homogeneity of the fuel-carrier gas suspension in the supply line to the gasification tube and the accuracy of the control of the fuel flow g'Anstig can be influenced if a largely homogeneous over the entire cross section distribution of the injected carrier gas is achieved in the lower part of the dosing ,

Unter Nutzung beka^nter physikalischer Prinzipien wird deshalb das Brägergas über Anströmböden aus porösem . .aterial in die Brennstoff schüttung eingeführt, "'eiche erfindungsgemäß bei hTormalbetrieb einen Druckverlust aufweisen, der mindestens dem Ge-Using known physical principles, therefore, the Bräger gas is made of porous porous plates. introduced into the fuel charge, according to the invention, in the case of normal operation have a pressure loss which is at least equal to the

2^nQ 2 ^nQ

-8- CKJ O : ν ** -8- CKJ O : ν **

wicht der Schüttung je Einheit der Querschnittsfläche entspricht. Als Werkstoff für diese Anströmboden kommen beispielsweise Sintermeta".!platten, Filzplatten u. ä. infrage.weight of the bed per unit of cross-sectional area corresponds. The material used for this distributor plate is, for example, sintered metal plates, felt plates and the like.

Ein Vergasungsreaktor wird in der Regel aus einer Anzahl von Vergasungsrohren bestehen. Die einer solchen Anwendung entsprechende Ausführungsform der Erfindung ist durch folgende r.ierkmale gekennzeichnet: Der Dosierbehälter ist mit mehreren Unterteilen oder mit einem in mehrere voneinander getrennte Abschnitte, beispielsweise in Form von Sektoren, gegliederten Unterteil versehen.A gasification reactor will typically consist of a number of gasification tubes. The embodiment of the invention corresponding to such an application is characterized by the following features: The metering container is provided with a plurality of lower parts or with a lower part which is divided into several mutually separate sections, for example in the form of sectors.

In jedem dieser Unterteile bzw. in jedem getrennten Abschnitt des Unterteiles kann durch Einblasen eines separaten Trägergasstromes, wie oben beschrieben, eine partielle Wirbeischicht erzeugt werden und der Brennstoff über jeweils eine in das betreffende Unterteil bzw. den betreffenden Abschnitt eintauchende Förderleitung zu-einem der Vergasungsrohre geführt "erden. Dabei rutscht der feinkörnige Brennstoff den einzelnen Unterteilen bzw. getrennten Abschnitten des Unterteils aus dem gemeinsamen Oberteil des Dosierbehälters zu. Sinngemäß gelten die übrigen Merkmale der Erfindung auch für die beschriebene Mehrfachanordnung; insbesondere beträgt das Verhältnis des Querschnittes einer Förderleitung, zum Querschnitt des zugenorigen Unterteils bzw. getrennten Abschnitt des Unterteils zwischen 1 : 50 und 1 : 300. Erfindungsgemäß ist es schließlich möglich, -aus einem Unterteil bzw. einem getrennten Abschnitt eines Unterteils mit einer regelbaren Zuführung von Trägergas über mehrere, vorzugsweise symmetrisch angeordnete Förderleitungen eine Gruppe von Vergasungsrohren mit Brennstoff zu versorgen, wobei jeweils eine Förderleitung mit einem Vergasungsrohr verbunden ist. Erfindungsgemäß wird dabei das Verhältnis der Summe der freien Querschnitte der Förderleitung zum freien Querschnitt des zugenorigen Unterteils bzw. getrennten Abschnitt des Unterteils im Bereich zwischen 1 : 50 und 1 : 300 festgelegt. Zugunsten einer einfachen Anordnung wird bei dieser Ausführungsform all^rdin.-i's die Iiegelbarkeit des Starkstromes zu den einzelnenIn each of these lower parts or in each separate section of the lower part, by blowing in a separate carrier gas stream, as described above, a partial fluidized bed can be generated and the fuel via one in each subsection or the relevant section immersed delivery line to one of the gasification tubes The fine-grained fuel slides toward the individual lower parts or separate sections of the lower part from the common upper part of the metering container the zugenorigen lower part or separate portion of the lower part between 1: 50 and 1: 300. According to the invention it is finally possible, from a lower part or a separate portion of a lower part with a controllable supply of carrier gas over a plurality of, preferably symmetrically arranged delivery lines to supply a group of gasification tubes with fuel, wherein in each case a delivery line is connected to a gasification tube. According to the invention, the ratio of the sum of the free cross sections of the conveying line to the free cross section of the zugenorigen lower part or separate portion of the lower part in the range between 1: 50 and 1: 300 set. For the sake of a simple arrangement, in this embodiment, all of the power of the high current becomes the individual ones

ZUÖtoö

Rohren einer Gruppe eingeschränkt. Es'ist charakteristisch für die Erfindung, dai3 die Anordnung der Yergasungsrohre unabhängig vom Einspeisesjrstem frei gewählt werden kann. Es ist also möglich, die Vergasungsrohre z. B. horizontal, vertikal oder geneigt anzuordnen, so 'vie es für das angewandte Beheisungssystem am günstigsten ißt.Restricted pipes of a group. It is characteristic of the invention that the arrangement of the Yergasungsrohre can be chosen freely regardless of Einspeisesjrstem. It is therefore possible, the gasification tubes z. B. horizontally, vertically or tilted, as it eats the cheapest for the applied Beheisungssystem.

Die Erfindung wird bevorzugt für Braunkohle eingesetzt, wobei die Braunkohle vorher auf 7/assergehalte kleiner als 30 % getrocknet und auf Korngrößen <2 mm, vorzugsweise <1,5 mm zerkleinert wird, -^ie auf den frei.e.n Querschnitt des Unterteils bzw. getrennten Abschnitt des Unterteils bezogene . Geschwindigkeit des Trägergases wird abhängig von der Kornzusammensetzung des Gutes im Bereich zwischen 0,005 und 0,1 m/s festgelegt, während die Geschwindigkeit der Brennstoff-Trägergas-Suspension im Einlauf einer Förderleitung von einem unterteil bzw. getrennten Abschnitt eines Unterteils zu einem Yergasungsrohr zwischen 1 und 12 m/s gewählt wird.The invention is preferably used for lignite, wherein the lignite previously dried to 7 / a contents of less than 30 % and comminuted to particle sizes <2 mm, preferably <1.5 mm, - ie on the frei.en cross-section of the lower part or separate section of the base related. Speed of the carrier gas is determined depending on the grain composition of the goods in the range between 0.005 and 0.1 m / s, while the speed of the fuel-carrier gas suspension in the inlet of a feed line from a lower or a separate portion of a lower part to a Yergasungsrohr between 1 and 12 m / s is selected.

Erfindungsgemäß kann zur Bespannung des oder der Druckschleusenbehälter und als Trägergas das gleiche gasförmige Medium verwendet werden. Dafür kommen beispielsweise Stickstoff, Sohlendioxid, rückgeführtes und rekomprimiertes brennbares Gas eigener Erzeugung, brennbare Gase anderer Herkunft oder Gemische dieser Gase infrage.According to the invention, the same gaseous medium can be used to cover the pressure-lock container or containers and as the carrier gas. For example, nitrogen, sole dioxide, recirculated and recompressed combustible gas of its own production, combustible gases of other origin or mixtures of these gases come into consideration.

Prinzipiell ist auch der Einsatz von Vfesserdarnpf möglich, doch ist dann hohe Überhitzung dieses Dampfes und/oder hohe Vorwärmung des Brennstoffes notwendig, um eine Kondensation von Tasεerdampf am Brennstoff zu verhindern. In der Regel wird daher vom "vassardampf abgesehen.In principle, the use of Vfesserdarnpf is possible, but then high overheating of this vapor and / or high preheating of the fuel is necessary to prevent condensation of Tasεerdampf on the fuel. In general, therefore, apart from the "vassardampf.

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Die Erfindung sei an einem Ausf '.Lhrungs bei spiel erläutert. Dazu seien die figuren 1 und -2 herangezogen, wobeiThe invention will be explained with reference to an embodiment of the invention. These figures 1 and -2 are used, with

^^;ig. 1 die schematische Darstellung des Einspeis- und Dosiersystems und des Yergasungssjstems am Beispiel der getrennt regelbaren Beschickung von drei Tersasun~srohren^ ^; ig. Figure 1 is a schematic representation of the feed and metering system and the gasification system using the example of the separately controllable feed of three Tersasun® tubes

- ίο - /Uc- --ο - / Uc

j'ig. 2 das Schema eines Dosierbehälters mit einem in drei getrennte Abschnitte geteilten Unterteil zur Versorgung von drei Vergasungsrohrenj'ig. 2 shows the diagram of a metering container with a divided into three separate sections lower part for the supply of three gasification tubes

Bei der Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 1 und 2wird feinkörniger Brennstoff mit einem Körnungsspektrum von ca. 15 f? Rückstand auf dem 1,0-mm-oie'o (obere Korngröße ca.. 1,6 mm) und mit einem Wassergehalt zwischen 25 und 28 % pneumatisch über die Brennstoffzuführungsleitung 1 in den Vorratsbunker 2 gefordert. Ifech Abtrennung des Brennstoffes verläßt das Transportgas über den Filter 3 das System. Die Brennstoffzuführung zum Vorratsbunker 2 wird dabei durch dieFüllstandsmeßeinrichtung überwacht. Der Vorratsbunker 2 ist über eine Leitung und das Absperrorgan 5 mit dem Druckschleusenbehälter 6 und über eine andere Leitung und das Absperrorgan 7 mii; dem Druckschleusenbehälter 8 verbunden. Bei geschlossenem Absperrorgan 7 wird zunächst der Druckschleusenbehälter 6 entspannt, mit Brennstoff aus dem Vorratsbunker 2/gefüllt und -'ioer das Regelventil 9 mit Inertgas aus der Leitung 11 auf den im Dosierbehälter 12 (Fig. 2) herrschenden Druck gebracht.In the embodiment of the method according to FIGS. 1 and 2, fine-grained fuel having a grain size of about 15 f? Residue on the 1.0 mm oie'o (upper particle size approx. 1.6 mm) and with a water content between 25 and 28 % pneumatically via the fuel supply line 1 in the storage bin 2 required. Ifech separation of the fuel leaves the transport gas through the filter 3, the system. The fuel supply to the storage hopper 2 is monitored by the Füllstandsmeßeinrichtung. The storage bunker 2 is via a line and the obturator 5 with the pressure lock container 6 and via another line and the obturator 7 mii; connected to the pressure lock container 8. When the shut-off device 7 is closed, the pressure- lock container 6 is first of all expanded, filled with fuel from the storage bunker 2 and the control valve 9 is brought with inert gas from the line 11 to the pressure prevailing in the metering container 12 (FIG. 2).

Während dieser Vorgänge ist der andere Druckschleusenbehälter 8 über die geöffnete Absperrarmatur 13 und die Grobdosiervorrichtung 14 in Form eines drehzahlregelbaren, druckgekapselten Zellenrades mit dem Dosierbehälter 12 verbunden. Der Inhalt des Druckschleusenbehälters 8 wird dabei über die Grobdosiervorrichtung dem Dosierbehälter 12 zugeführt, wobei die Grobdosiervorrichtung durch den Füllstandsmes.ser 15 gesteuert wird, so daß in vorgegebenen Grenzen der Füllstand im Dosierbehälter 12 konstant gehalten wird. Ist der Druckschleusenbehälter 8 entleert, gibt das Füllstandsmeßgerät 16 ein oignai, das die Öffnung des Absperrorganes 17 u.-id die Schließung des Absperrorganes 13 veranlaßt. Kunmehr wird Brennstoff aus dem Druchischleusenbehälter 6 dem Dosierbehälter 12 zugeführt, während Druckschieusenbehälter über das Regelventil 18 entspannt wird, nach Öffnung des Absperrorganes 7 mit Brennstoff gefüllt wird, nach Auslösung eines Ivlaximalwertsignals des Füllotandsmeßgerätes 16 das Absperrorgan 7 geschlossen wird, über das Regelventil 10 mit Inertgas auf denDuring these operations, the other pressure-lock container 8 is connected to the metering container 12 via the opened shut-off device 13 and the coarse metering device 14 in the form of a speed-adjustable, pressure-sealed cell wheel. The contents of the pressure lock container 8 is supplied to the metering 12 via the coarse metering device, wherein the coarse metering device is controlled by the Füllmesmes.ser 15 so that the level in the metering container 12 is kept constant within predetermined limits. If the pressure lock container 8 emptied, the level gauge 16 is an oignai, which causes the opening of the obturator 17 u.-id the closure of the obturator 13. Kunmehr fuel from the Druchischleusenbehälter 6 is supplied to the metering 12, while Druckschieusenbehälter is relaxed via the control valve 18, after opening the obturator 7 is filled with fuel, after triggering a Ivlaximalwertsignals the Füllotandsmeßgerätes 16 the obturator 7 is closed, via the control valve 10 with inert gas on the

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im Dosierbehälter 12 herrschenden Druck gebracht wird und nunmehr für die erneute Entleerung in den Dosierbehälter 12 bereitsteht, wenn das Füllstandsmeßgerät 19 am Druckschleusenbehälter 6 dessen Leerzustand erzeugt.in the dosing 12 prevailing pressure is brought and now ready for the new emptying into the dosing tank 12 when the level measuring device 19 at the pressure lock container 6 generates its empty state.

Der Unterteil 20 des Dosierbehältars 12 ist durch drei sternförmig angeordnete Trennwände 21 in z. B. drei gleiche sektorförrnige Abschnitte unterteilt worden (Fig. 2). Diese Segmente sind nach dem Oberteil des Dosierbehälters hin offen, so daß der Brennstoff aus dem Oberteil frei zulaufen kann, -^ie Tennwände unterteilen auch den Anströmboden 22 und den Zwischenraum zwischen Anströmboden und Außenwand des Unterteilbodens. Jedes der durch die Trennwände gebildete Segment des Unterteils hat unterhalb des Anströmbodens einen Anschluß für die separat regelbare Zuführung von Trägergas,, das durch den Anströmboden hindurch in die im jeweiligen Segment des Unterteils befindliche Brennstoffschüttung eintritt und diese unter .Bildung partieller Wirbelschichten auflockert. In jedem dieser Abschnitteeendet eine senkrecht von oben herabgeführte Förderleitung 23 zur Abführung des Trägergas-Brennstoffstromes zum jeweiligen zugeordneten Vergasungsrohr 24 des Vergasungssystems 25.The lower part 20 of Dosierbehältars 12 is provided by three star-shaped partitions 21 in z. B. has been divided into three equal sector-shaped sections (Fig. 2). These segments are open to the top of the dosing, so that the fuel from the upper part can run freely, -The partition walls also divide the distributor plate 22 and the space between the distributor plate and the outer wall of the lower base. Each of the segment of the base formed by the partitions has below the inflow floor a connection for the separately controllable supply of carrier gas, which enters through the inflow base into the fuel bed located in the respective segment of the base and this loosened under. Particle formation. In each of these sections, a delivery line 23 led down vertically from above for discharging the carrier gas fuel stream to the respective associated gasification tube 24 of the gasification system 25 ends.

Die Regelung des Staubstrromes erfolgt bevorzugt mit Hilfe von Staubstrom-Meßstellen 26 in den einzelnen Förderleitungen 23, die auf die Stellventile 27 in den jeweiligen TrägergasZuleitungen wirken.The control of the dust flow is preferably carried out by means of dust flow measuring points 26 in the individual delivery lines 23, which act on the control valves 27 in the respective TrägergasZuleitungen.

In einer den vorangegangenen Ausführungsbeispielen entsprechenden Anlage zur Vergasung von Braunkohlenfeingut mit .Vasserdampf und Kohlendioxid als Trägergas wird folgende Roligasaiialyse erreicht: ' .In a plant corresponding to the preceding embodiments for the gasification of lignite fines with .Vasserdampf and carbon dioxide as the carrier gas following Roligasaiialyse is achieved: '.

GOGO 3838 Vol.Vol. %% (trocken)(dry) H₂ H ₂ 5555 ItIt ItIt GOGO 1212 T?T? ftft ππ fi~-T ^"4 fi ~ -T ^ "4 - 2- 2 ÜÜ Iiii 33 itit itit tttt

Claims

Invention claims "

1. A process for the gasification of fine-grained fuels under pressure, preferably at pressures between 0.5 and 5.0 MPa by conversion with water vapor and / or carbon dioxide, wherein the steam demand can be fully or partially covered by the own water content of the fuel, from the outside heated, horizontal, vertical or arranged in any inclination gasification tubes, which may be combined to form a gasification system (reactor), wherein the external heating can be done with foreign gases, a portion of the generated gases or external heat from a Muklearreaktor, the fine-grained fuel by means of pressure lock container (n ) is brought by stringing with a gaseous medium to a slightly higher pressure than in the gasification tubes and the feeding of the fine-grained fuel to a gasification tube by means of a carrier gas stream, characterized in that the pressurized fine-grained fuel from the or the Druckschieu senbehälter (s) is fed to a dosing and fed by gravity as a quasi-stationary bed the lower part of this dosing and that loosely localized in the lower part of the dosing by blowing a gaseous medium as a carrier gas, the bed or in a partial fluidized bed. transferred and the carrier gas is fed with high loading of fine-grained fuel via a in the loosened layer or »the partial fluidized bed conveying line to the gasification tube to the conversion of fine-grained fuel with water vapor and / or carbon dioxide, the

• ο λ ο ι ς O

-. -.13 - ^ UQ ί O O

Ratio of the clear cross-section of said feed line to the free cross section of the partial fluidized bed between 1: 50 and 1: 300 is selected, and the control of the fuel gas flowing to the gasification gas flow by changing the amount of blown for whirling or swirling in the lower part of the dosing tank carrier gas flow and the impulse for the control of the flowing fuel flow is obtained in a known manner by direct measurement of the fuel flow or a variable which is established in the gasification tube.

2. The method according to item 1, characterized in that as fine-grained fuel to water contents c 30% pre-dried and grain sizes -2 mm, preferably - 1.5 mm comminuted lignite is used and that related to the free cross-section velocity of the carrier gas in the lower part of the dosing between 0,005 and 0,10 m / s and the speed of the fuel-carrier gas suspension in the inlet of a feed line from a lower part to a gasification tube between 1 and 12 m / s is set.

3 · Apparatus for carrying out the method according to item 1, consisting of

- Pre-bunker for the fine-grained fuel.

- pressure lock container.erCn)

- Dosing tank

- Delivery lines to the gasification pipes

- Gasification pipes

and the required connecting lines, regulating and shut-off devices, characterized in that the dosing of a shaft-shaped upper part preferably circular cross-section and after the shaft-shaped upper part to open lower part or more, after the common, shaft-shaped upper part to open lower parts or one after several in the shaft-shaped upper part is divided into open, separate sections articulated lower part, the lower part or the lower parts or each portion of the lower part has a double-walled bottom, the inner wall of a

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made of gas permeable material and. designed as a distributor bottom and whose outer wall contains at least one connection for flow-controllable introduction of a gaseous medium and wherein in the interior through the side wall or through the double-walled bottom or through the shaft-shaped · upper part of the dosing at least one or at least one serving as a conveying pipe pipe , which is connected to a respective gasification tube of the gasification system.

For this JLJSeiien drawings