DD246560A1 - Verfahren zur erzeugung eines niederkalorischen dampfes aus kohledruckvergasungskondensaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kohleveredlung, insbesondere auf die beim Prozess anfallenden Kondensate. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, durch welches zusaetzlich ein niederkalorischer Dampf aus den dafuer geeigneten Kondensaten erzeugt wird. Aufgabe ist die Einfuehrung eines neuen Verfahrensschrittes zur Zwischenentspannung der Kondensate auf ein Niveau zwischen dem Partialdruck des Wasserdampfes der entsprechenden Kondensate und dem Atmosphaerendruck. Das wird dadurch erreicht, dass die Kondensate nach Oel- und Feststoffabscheidung einer Teilentspannung auf vorzugsweise 0,5 MPa unterzogen werden und der dabei entstehende Dampf als niederkalorischer Heizdampf weiterverwendet wird.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kohledruckvergasung im Festbett, insbesondere auf die beim Prozeß anfallenden Kondensate. .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Kühlung der Gaswasserfraktionen der Kohledruckvergasung fallen entsprechend den Temperaturstufen unter Verfahrensdruck Wässer an, die unterschiedliche Mengen an flüssigen Kohlewasserstoffen, wie Teere, Teeröle, Mittelöle und unterschiedliche Mengen fester Bestandteile, bestehend aus Kohlenstaub und Asche, enthalten. Großtechnisch werden diese Kondensate der Temperaturstufen von 130⁰C bis 200 °C unterschiedlich gemischt, auf Normaldruck entspannt und anschließend in offenen Absetzbecken geklärt (DD-WP 110296). Diese offenen Absetzbecken stellen sowohl das Wasser für die Rohgaswäsche der Gaserzeuger zur Verfügung als auch das Wasser, welches in einer nachgeschalteten Entphenolungsanlage gereinigt und aus dem Prozeß ausgeschieden wird. Gleichzeitig werden aus dem Absetzbecken Teer-Schlamm-Wasser-Gemische zur weiteren energetischen Nutzung abgezogen.

Die Kondensate von 20⁰C bis 130°C werden getrennt in einer Mittelölscheidung verarbeitet, welche nicht Gegenstand der weiter unten folgenden Erfindung ist.

Da alle Kondensate bis auf Atmosphärendruck entspannt werden, wodurch gleichzeitig die Abkühlung auf ca. 100⁰C erreicht wird, fallen neben den bei der Entspannung frei werdenden Gasen das sogenannte Dämpfegas, entsprechend thermodynamischen Gesetzen erhebliche Mengen Entspannungsdampf an. Diese großvolumigen Entspannungsdampf- und Dämpfegasmengen erfordern recht aufwendige Anlagen zu deren Kondensation und Kühlung. Weiterhin tritt durch die Entspannung von Anlagendruck auf praktisch Atmosphärendruck ein erheblicher Verschleiß in der gesamten Anlage vorwiegend an den Entspannern auf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Prozeß der Kohledruckvergasung im Festbett ökonomisch zu gestalten, insbesondere sind dabei die Nebenprozesse, speziell die Gaswasserfraktionen zu beachten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu finden, die anfallenden Gaswasserfraktionen energetisch weitgehend optimal zu nutzen.

Die bekannten Verfahren der Kohledruckvergasung stellen niederkalorischen Dampf in Abhitzekesseln unter Ausnutzung der Rohgaswärme her. Dieser gasgefährdete Dampf kann dann direkt in den Nebenanlagen als Heizdampf eingesetzt werden. Der bei der Entspannung der Gaswasserfraktionen entstehende Dampf wurde bisher in Kühlern mittels Kühlwasser kondensiert und dem Gaswasserstrom wieder zugeführt.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß nach Gas- und Ölabscheidung die Gaswässer der Kohledruckvergasung zunächst nur teilentspannt werden und der dabei anfallende niederkalorische Dampf zum weiteren Einsatz in andere Anlagen eines Gaswerkes geleitet wird. Nach dieser erfindungsgemäßen Teilentspannung wird das Gaswasser auf Atmosphärendruck restentspannt. Der dabei anfallende Dampf wird in bekannter Weise in Kühlern auskondensiert und dem Gaswasser wieder zugeführt.

Beistaubhaltigem Rohgas.wird nur der niederkalorische Dampf genutzt, der bei der Entspannung der staubfreien Gaswasserfraktion entsteht.

Bei staubarmem Rohgas können alle Gaswasser über die Teilentspannungsstufe geleitet werden, damit erhöht sich die erzeugbare Menge an niederkalorischem Dampf.

Für spezielle Einsatzfälle wird erfindungsgemäß noch ein nieder.kalorischer Dampf aus temperaturmäßig höher kondensierenden und damit NH₃-armen Gaswässern gewonnen und weiter ein niederkalorischer Dampf aus temperaturmäßig tiefer kondensierenden und damit NH₃-reicheren Gaswässern.

Aus der Literatur sind Lösungen bekannt, die Teile der genannten Nachteile beseitigen sollen. Nach DD-WP 53370 ist ein Verfahren bekannt, in dem eine Abscheidung des Teeres bei einem Druck von 0,8MPa erfolgt. Dieses Verfahren ermöglicht zwar eine teilweise Gewinnung des Teeres, beseitigt aber nicht die energetischen und verfahrenstechnischen Nachteile. In DD-WP 48834 ist eine Vorrichtung genannt, die eine Abtrennung von Teeren und Ölen sowie einen Abzug des Feststoffes nach dem Rundeindickerprinzip ermöglicht. Diese Vorrichtung arbeitet aber ebenfalls bei atmosphärischem Druck, womit die aufgeführten Nachteile nicht beseitigt werden. Ähnliches gilt für die im DD-WP 121877 beschriebenen Vorrichtung zu r Trennung durch Dekantation von heterogenen Gemischen. Diese Vorrichtung wird ebenfalls unter Normaldruck betrieben. Im DD-WP 150758 wird ein Waschwasserkreislauf beschrieben. Nach dieser Erfindung verbleibt der als Waschwasser für die Waschkühler vorgesehene Teil der Kondensate unter Druck, wodurch Dämpf egasanfall und Energiebedarf gesenkt werden. Eine Abtrennung von Teer, Öl oder Feststoff aus dem Kreislaufwasser ist nicht vorgesehen. Ein ähnliches Verfahren wird im DD-WPC10 K/229986.6 erläutert. Hier ist eine Erwärmung der als Waschwasser vorgesehenen kälteren Kondensate durch die wärmeren Kondensate vorgesehen. Die Abscheidung von Öl ist nicht vorgesehen. Nach DD-WPC10J/260774.5 ist ein Verfahren bekannt geworden, nach welchem die bei der Druckvergasung anfallenden Kondensate auf Atmosphärendruck entspannt und in eine Trennein richtung geleitet werden, ausweicher eine hoch feststoff haltige Fraktion abgezogen wird, die der Druckvergasung wieder zugeführt wird. Dieses Verfahren sieht keine Gewinnung der Öle und Teere vor und weist die energetischen Nachteile der unter Atmosphärendruck arbeitenden Anlagen auf.

In DD-WPC10J280 058, C10J280 059 und C10J280 060 werden durch fraktionierte Verarbeitung der Gaswasser, der Gewinnung von Teer unter quasi Verfahrensdruck und der Bereitstellung von Waschwasser ohne Entspannung auf Atmosphärendruck einige Nachteile beseitigt, das energetische Optimum wird ebenfalls nicht erreicht. Mit allen genannten Verfahren können die aufgeführten Mangel nicht beseitigt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine technologische Anordnung der bei der Druckvergasung anfallenden Gaswässer.

Das aus dem Generator der Kohledruckvergasung austretende Rohgas 1 wird im Waschkühler 2 mit Waschwasser 3 gereinigt und gekühlt. In dem nachgeschalteten Abhitzekessel 4 und der Abhitzestation 5 wird das Rohgas weiter abgekühlt, der anfallende gasgefährdete Abhitzedampf 18 wird im Verbundsystem des Gaserzeugungsprozesses genutzt. In den Kondensationskühlern 6 und 7 wird das Rohgas bis auf 25⁰C abgekühlt. Das aus dem Kühler 2 bis Schlußkühler 7 anfallende ammoniakreiche Kondensat 8 wird über eine Mittelölscheidung getrennt der nachgeschalteten Entphenolungsanlage zugeführt. Das im Waschkühler 2 anfallende Kondensat 9 wird über Gasabscheider 10 den Druckscheidern 11 zugeführt. Hier wird unter einem Druck von ca. 1,6MPa Teeröl abgeschieden. Das anfallende Klarwasser wird zum Teil als Zusatzwaschwasser über die Pumpenvorlage 13 den Waschwasserpumpen 14 zugeführt und dient gemeinsam mit dem Kondensat des Abhitzekessels 4 als Waschwasser 3 für den Waschkühler 2.

Der verbleibende Teil des Klarwassers wird dem Teilentspanner 16 zugeführt. Das mit Feststoff angereicherte Produkt wird im Teilentspanner 15 weiter verarbeitet. Die Kondensate der Abhitzestation 5 und des Kühlers Eins 6 des Kondensationsstranges werden gemeinsam über Gasabscheider 10 dem Druckteerscheider 11 zugeführt. Hier wird wiederum Teeröt 12 gewonnen. Das Klarwasser wird im Teilentspanner 16 und das mit Feststoff angereicherte Produkt im Teilentspanner 15 teilentspannt. Der in den Teilentspannern 15 und 16 erzeugte niederkalorische Dampf 19 wird zum direkten Einsatz als Heizdampf in die Entphenolungsanlagen bzw. Gasreinigungsanlagen transportiert. Das nicht verdampfte Kondensat der Teilentspanner 15 und 16 wird in den Entspannern 17 auf atomosphärischen Druck restentspannt. Das entstehende Dämpfegas wird in Kühlern mittels Kühlwasser auskondensiert und dem Kondensat 8 zugeleitet. Zur Wasserabscheidungsanlage wird das die Entspanner 17 verlassende Kondensat 20 gefördert.

Claims (3)

1. Patentanspruch:

   1. Verfahren zur Erzeugung eines niederkalorischen Dampfes aus Kohledruckvergasungskondensaten, dadurch gekennzeichnet, daß nach Gasabscheidung und Dickteerscheidung eine Teilentspannung des ammoniakarmen Kondensates auf vorzugsweise 0,5 M Pa erfolgt und der dabei entstehende niederkalorische Dampf einer weiteren Verwertung zugeführt wird und daß die ammoniakarmen Kondensate nach dieser Teilentspannungsstufe in einer herkömmlichen Entspannungsstufe restentspannt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilentspannungsstufe vorzugsweise in zwei Stufen aufgeteilt wird und der dabei anfallende niederkalorische Dampf in zwei Qualitätsstufen weiterverwertet werden kann.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dasfeststoffbeladene Kondensat der Druckteerscheider (11) direkt den Entspannern (17) zugeführt wird und über den Teilentspanner (15) nur das Klarwasser der Druckteerscheider (11) des Waschkühlerkondensates (9) und über den Teilentspanner (16) nur das Klarwasser der Druckteerscheider (11) der Kondensate der Abhitzestation (5) und des Kühlers Eins der Kondensation (6) gefahren werden.