DD224611A5

DD224611A5 - Kohlevergasungsverfahren

Info

Publication number: DD224611A5
Application number: DD26706484A
Authority: DD
Inventors: James E Scott; Brian H Thompson; John A Lacey
Original assignee: British Gas Corp
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1984-09-06
Publication date: 1985-07-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von methanhaltigen Gasen. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, das oekonomische und oekologische Vorteile erbringt. Erfindungsgemaess wird bei einer Asche-Schlacke-Vergasung von kohlenstoffhaltigen Materialien mit Dampf und Sauerstoff ueber Festbett wenigstens ein Teil des Dampfes durch ein waessriges Kondensat ersetzt. Das Kondensat kann Wasser per se sein, z. B. Kesselspeisewasser oder ein Ablaufkondensat, das kondensierte organische Verbindungen und nicht umgesetzten Dampf sowie loeslich gemachte Salze enthaelt. Dieses Kondensat erhaelt man bei der Behandlung des Produktgases. Erfindungsgemaess kann bis zu 50 % des fuer die Vergasungsreaktion benoetigten Wassers durch das waessrige Kondensat ersetzt werden. Das waessrige Kondensat kann Traeger fuer suspendierte Materialien, beispielsweise kleine Kohleteilchen, sein.

Description

Verfahren zur Herstellung von methanhaltigen Gasen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von methanhaltigen Gasen. Im allgemeinen betrifft die Erfindung Kohlevergasungsverfahren·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Während der Vergasung von Kohle mit Dampf und Sauerstoff fällt ein wäßriges Kondensat an, das in der Hauptsache aus löslich geraachten phenolischen Verbindungen, Ammoniak, Schwefelwasserst off, Cyanwasserstoff, Alkalimetallen und Salzen besteht. Dieses Abwasser kann nicht ohne Reinigung abgeleitet werden, da der biologische Sauerstoffbedarf weitaus zu groß für die Umwelt ist, ohne daß sich nicht ernste ökologische Auswirkungen ergeben würden. Das Problem besteht bei Asche-Schlacke-Verfahren in noch höherem Maße als bei Trockenascheverfahren, da das Erfordernis für Dampf beim Verfahren im allgemeinen gering ist und die als Nebenprodukt anfallenden Ablauf kondensate zu stärkerer Konzentration neigen.

üblicherweise können diese Ablauf kondensate vor den biologischen Maßnahmen in der Weise behandelt werden, daß Phenole und Ammoniak entfernt werden. Alternativ dazu kann das unbehandelte oder teilweise behandelte Kondensat verascht werden, wobei ein fester Rückstand anfällt» Alle diese Abwasserbehandlungsverfahren haben viele Nachteile und führen

zu technologischen Schwierigkeiten»

Die Rückführung wäßriger Kondensate, die man bei der Dampf/ Sauerstoffvergasung der Kohle erhält, ist bereits bekannt. Beispielsweise ist in der PCT-Veröffentlichung WO 80/00974 ein Verfahren beschrieben, worin wäßrige Kondensate, die bei der Trockenschie -Festbettvergasung von Kohle anfallen, einem Asche-Schlacke-Vergaser rait Wirbelbett zugeführt werden* In ähnlicher Weise beschreibt die US-PS 3 971 636 die Rückführung eines wäßrigen Kondensates, das aus dem Synthesegas einer Asche-Schlacke-Wirbelbettvergasung von Kohle abgetrennt worden ist. Bei den Beispielen dieser Erfindung wird das wäßrige Kondensat als Träger für die Einspeisung von feinen Kohleteilchen in Form einer Aufschlämmung in den Vergaser benutzt»

Obgleich in diesen Veröffentlichungen der Primärvergaser ein Asche-Schlacke-Vergaser ist, weist er eins vollständig andere Arbeitsweise auf. In keinem Fall hat der Asche-Schlacke-Vergaser einen Festbettbau, wodurch offensichtlich Vorteile auftreten, da eine Anordnung mit einem Nicht-Festbett die schnelle Erwärmung des Kondensates gestattet und somit jegliche Gefahr ausschließt, daß die Reaktionen abgeschreckt werden,

VVis aus den Ausführungen der Veröffentlichung WO 80/00974 zu entnehmen ist, 'wird tatsächlich das aus der Fsstbettphase erhaltene Ablauf kondensat nur zur mitgerissenen Phase zurückgeführt«

Aus dem Blickwinkel das Standes der Technik war es nicht zu

erwarten, daß eine Rückführkondensat-Einspeisung erfolgreich bei Festbett-Asche-Schlacke-Vergasern angewandt werden kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von methanhaltigen Gasen, das wirtschaftliche und ökologische Vorteile erbringt,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wenigstens einen Teil des Kondensates aus der Produktgasbehandlung zurückzuführen.

Es wurde überraschend gefunden, daß.eine wirksame Arbeitsweise einer Kohlevergasung räit Festbett nach dem Asche-Schlacke-Verfahren erreicht werden kann, indem eine direkte Einspeisung (Einspritzen) eines wäßrigen Kondensates mit anderen zu vergasenden Materialien erfolgt, wobei, wenn ein solches Kondensat ein Ablauf kondensat ist, das Problem der endgültigen Verbringung dieses Abfallproduktes gemildert wird ·

Somit besteht dia vorliegende Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung von methanhaltigen Gasen, worin ein festes, kohlenstoffhaltiges Material enthaltendes Ausgangsprodukt in Anwesenheit von Dampf und Sauerstoff als Vergasungsmittel vergast wird unter Festbett- und Asche-Schlacke—Bedingungen,

und das Produktgas zur Entfernung von nicht umgesetztem Dampf, wasserlöslichen Verbindungen und kondensierbaren organischen Verbindungen behandelt wird* gekennzeichnet dadurch, daß zumindest ein Teil des Dampfbedarfs für die Reaktion durch Zusatz eines wäßrigen Kondensates im Gemisch mit den anderen Vergasungsmitteln gedeckt wird.

Das wäßrige Kondensat ist vorzugsweise das Ablaufkondensat, das aus der Behandlung des Produktgases herrührt» Das wäßrige Kondensat kann allerdings auch reinere Formen von Wasser enthalten, wie sie für Kühlzwecks oder als Kesselspeisewasser eingesetzt werden.

Das zurückgeführte Kondensat wird an dem Punkt eingespritzt, wo die anderen Vergasungsmittel zugesetzt werden, z, B. durch Blasdüsen in den Strom hinein. In dar Praxis können Dampfführung und Blasdüsen modifiziert werden, um Kondensat oder Wasser am Punkt der Dampfeinspritzung vorzusehen.

Der Zusatz wäßriger Stoffe bringt eine Reihe überraschender Vorteile mit sich,, obgleich zu erwarten war, daß sine solche Zugabe einen nachteiligen Effekt auf entweder die Arbeitsweise des Vergasers oder auf die Schlackeabzugsoperationen hat. In keinem Fall wurden jedoch irgendwelche Schwierigkeiten bemerkt. Dar Sauerstoffverbrauch (bezogen auf die Menge, an verbrauchtem kohlenstoffhaltigam Material) war leicht ansteigend,, dies wurde aber hinsichtlich der Kostenersparnis mehr als ausgeglichen, da die Dampferhitzung entfiel. Zusätzlich trat ein beträchtlicher Vorteil auf, Oa₁ wenn das Kondensat ein wäßriges Ablaufkondensat ist, nicht

nur beträchtliche Einsparungen durch die Möglichkeit der Wiederverwendung des Wassers auftreten, sondern auch die gelösten und suspendierten Materialien in den Reaktor verbracht werden» Die organischen Substanzen sind natürlich als Reaktionsteilnehmer nützlich.

Somit werden durch das Rückführungskondensat auf diesem Wege die erforderlichen Dampfmengen wesentlich reduziert, beispielsweise werden etwa 50 % von im wesentlichen dem gesamten Kondensat zurückgeführt * das normalerweise bei bituminöser Kohle anfällt. Bis zu 50 % des Gesamtwasserverbrauchs für die Vergasungsreaktion kann über das wäßrige Kondensat gedeckt werden» nämlich als Wasser par se oder als rückgeführtes Kondensat. Ein weiterer Vorteil ist der, daß die im Ablaufkondensat enthaltenen und durch die Schlakke aufgenommenen anorganischen Materialien dadurch zusammen mit der Schlacke aus dem System entfernt werden» Der Schwermetallgehalt der Schlacke, z. B, Zirkonium, wächst, vergleichsweise zur fehlenden Kondensateinspritzung, Ein Abzug eines großen Teiles des Kondensates kann für die Behandlung wünschenswert sein, um Chloride und andere Salze zu entfernen, falls ein Anreichern dieser Verbindungen in dem zurückgeführten Kondensat beginnt aufzutreten. Das wäßrige Kondensat kann einige organische Bestandteile gelöst oder darin emulgiert enthalten. Darüber hinaus kann das Kondensat als Träger für befördernd-suspendierte feste Materialien, beispielsweise kleine Kohleteilchen, zur Reaktor dienen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die folgenden Beispiels erläutert«

Eine Asche-Schlacke-Kohlevergasungsanlage mit Festbett, wie z« 3. in "Die Chemie der Kohlevergasung", 2, Ergänzungsband,» 1981, Dohn Wiley und Sons, Inc., wurde verändert, um die Einspritzung von flüssigen wäßrigen Materialien unterhalb der Dampf-Sauerstoff-Blasdüsen zu gestatten. Die Anlage wurde über bekannte Maßnahmen der Dampf/Sauerstoffvergasung von Markam Main-Kohle in Betrieb gesetzt bei einem Arbeitsdruck von 24,73 bar (g). Die Zuführungsrate der Reaktionsteilnehraer und die Glsproduktionsrate sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. In Spalte A ist die Rate der Reaktionsteilnehmer vor der Kondensateinspritzung aufgeführt. Die Kondensateinspritzung wurde schrittweise erhöht, was den Spalten B, C und D entspricht, über einen Zeitraum von 21 Stunden*

	A	3	C	D
Kohlezuführungsrate (locks/Std.)	3,89	3,90	3,83	3,76
DampffluSrate (ar/Stcu)	5418	4827	4482	4182
Kondensateinspritz rate (kg/Std.)	O	440,38	708,24	817,2C

Gesamt-H-0/Oo-Ver-

hältnis * * 1,16 1,17 1,18 1,16

Gasfluß (i5³/Std.) 21165 21672 20961 20482'

Claims

Erfindunqsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von methanhaltigen Gasen, wobei ein Ausgangsstoff, der ein festes, kohlenstoffhaltiges
Material enthält, in Anwesenheit von Dampf und Sauerstoff als Vergasungsmittel vergast wird unter Festbett-Asche-Schlacke-Bedingungen, und das Produktgas behandelt wird, um daraus nicht umgesetzten Dampf, wasserlösliche Verbindungen und kondensierbare organische Verbindungen zu entfernen, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens ein
Teil des Dampfbedarfs für die Reaktion durch Zusatz eines wäßrigen Kondensates im Gemisch mit den anderen Vergasungsmitteln gedeckt wird.

2„ Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,, daß das wäßrige Kondensat Wässer per se ist.

3« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das wäßrige Kondensat ein Ablauf kondensat ist, das konden-r
sierten, nicht umgesetzten Dampf, wasserlösliche Verbindungen und kondensierte organische Verbindungen enthält und das bei der Behandlung des Produktgases anfällt»

4. Verfahren nach Punkt 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch,
daß bis zu 50 % des für die Vergasungsreaktion benötigten Wassers durch das wäßrige Kondensat ersetzt, wird.

5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das wäßrige Kondensat ein Träger für suspendierte Materialien ist.

6. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die suspendierten Materialien kleine Kohlsteilchen sind.