DD254863A3

DD254863A3 - PROCESS FOR FORGING LETTERING GASES

Info

Publication number: DD254863A3
Application number: DD23695682A
Authority: DD
Inventors: Bodo Wolf; Bernhard Kahn; Burkhard Moeller; Alex Kratochvil; Erhard Berbig; Christine Moeller
Original assignee: Orgreb Inst Kraftwerke; Bernhard Kahn; Burkhard Moeller; Alex Kratochvil; Erhard Berbig; Christine Moeller
Priority date: 1982-01-26
Filing date: 1982-01-26
Publication date: 1988-03-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fortleitung von teer- und staubhaltigem Vergasungsrohgas, das aus bituminoesen Brennstoffen in Festbett-Vergasungsgeneratoren erzeugt wird, in isolierten Heissgasleitungssystemen bei geringer Neigung der Rohrleitungen zur Verschmutzung. Das Ziel der Erfindung wird erreicht, indem die Heissgasleitung mit ueberhitztem Wasserdampf bzw. heissen Rauchgas-Wasserdampf-Gemischen auf Temperaturen bis 500C vorgewaermt wird und die Vergasungsrohgase vor Eintritt in die Heissgasleitung durch Zumischung von heissen Rauchgas-Dampf-Gemischen auf Temperaturen bis 500C vorgewaermt wird und die Vergasungsrohgase vor Eintritt in die Heissgasleitung durch Zumischung von heissen Rauchgas-Dampf-Gemischen auf Temperaturen bis 500C gebracht werden. Das Verfahren kann in der Energiewirtschaft und Metallurgie eingesetzt werden.The invention relates to a method for the transfer of tar and dust-containing gas Vergasungsroh generated from Bituminoesen fuels in fixed-bed gasification generators in isolated hot gas piping systems with low inclination of the pipes for pollution. The aim of the invention is achieved by preheating the hot gas line with superheated steam or hot flue gas / water vapor mixtures to temperatures up to 500 ° C. and preheating the gasification raw gases to temperatures of up to 500 ° C. before they enter the hot gas line by admixing hot flue gas / vapor mixtures and the gasification raw gases before entering the hot gas line by mixing hot flue gas-steam mixtures are brought to temperatures up to 500C. The method can be used in the energy industry and metallurgy.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fortleitung von in Festbettgeneratoren, die nach dem Prinzip der Gegenstromtechnologie arbeiten, erzeugten heißen Rohgasen aus bituminösen Brennstoffen in wärmeisolierten Rohrleitungssystemen unter Drücken von 0,1 bis 3,0MPa.The invention relates to a method for the forwarding of hot bed gases produced in fixed bed generators, which work on the principle of countercurrent technology, from bituminous fuels in heat-insulated piping systems under pressures of 0.1 to 3.0 MPa.

Characteristic of the known technical solutions

Festbettgeneratoren, in denen Stein-, Braunkohlen oder andere Brennstoffe mit Luft- oder Sauerstoff-Dampfgemischen nach dem Gegenstromprinzip unter Drücken von 0,1 bis 3,0MPa vergast werden, gehören zum industriell genutzten Stand der Technik. Bei Anwendung dieser Technologie entstehen Vergasungsgase, dieTrocknungs- und Schwelprodukte, also Schwelwasser, Benzol, Teer u.a, im dampfförmigen Zustand enthalten. Mit diesen mit Flüssigkeitsprodukten beladenen Gasen wird aber auch Staub aus dem Brennstoffbett ausgetragen.Fixed bed generators in which stone, lignite or other fuels are gasified with air or oxygen vapor mixtures according to the countercurrent principle under pressures of 0.1 to 3.0 MPa, belong to the industrially used state of the art. When using this technology, gasification gases are produced, which contain drying and carbonization products, ie carbonization water, benzene, tar, etc., in the vapor state. With these laden with liquid products gases but dust is discharged from the fuel bed.

Die Fortleitung dieser Gase mit dem nach den Festbettgeneratoren vorliegenden Temperaturniveau ist problematisch. Mit absinkender Temperatur beginnt im Fortleitungssystem trotz Wärmeisolierung die Kondensation der dampfförmigen Bestandteile. Der im Vergasungsrohgas enthaltene Staub bildet mit diesen Kondensatoren schwer entfernbare Verkrustungen im Fortleitungssystem, die zur völligen Verstopfung der Rohrleitungen führen können und die einen erhöhten Reinigungsaufwand erfordern.The propagation of these gases with the present after the fixed bed temperature levels is problematic. With decreasing temperature begins in the Fortleitungssystem despite thermal insulation, the condensation of the vaporous components. The dust contained in the gasification raw gas forms with these capacitors difficult to remove encrustations in the Fortleitungssystem, which can lead to complete blockage of the pipes and which require an increased cleaning effort.

Systeme zur Fortleitung von heißen, mit Flüssigprodukten und Staub beladenen Vergasungsgasen sind deshalb meist gekennzeichnet durch große Rohrdurchmesser, viele Reinigungsöffnungen und wasserabgetauchte Staub- und Teersäcke, die im Fortleitungssystem nur Gasüberdrücke von wenigen Pascal ermöglichen und in der Anwenderanlage nurtechnisch einfache Brenner, die große Feiierräume erfordern, gestatten. Fortleitungssysteme für mit Flüssigprodukten und Staub beladenem Vergasungsrohgaszur Versorgung von Dampferzeugern mit kleinen Brennkammern sind nicht bekannt. Aus diesen und anderen Gründen sind vorhandene Vergasungsanlagen mit ein- oder mehrstufigen Kondensationsanlagen ausgerüstet, die neben Teer, Leichtölen und phenolhaltigen Schwelwässern auch den Staub weitestgehend abscheiden. Während die Teere und Öle einer weiteren Nutzung zugeführt werden, bereitet die umweltschonende Beseitigung der Schwelwässer erhebliche technische und ökonomische Aufwendungen.Systems for the removal of hot, laden with liquid products and dust gasification gases are therefore usually characterized by large pipe diameters, many cleaning holes and water-dusted dust and tar bags that allow in Fortleitungssystem only gas excess pressures of a few Pascal and in the user system only technically simple burners that require large ceremonies , allow. Fortification systems for liquid gas and dust laden gasification raw gas for the supply of steam generators with small combustion chambers are not known. For these and other reasons, existing gasification plants are equipped with one-stage or multi-stage condensation plants which, in addition to tar, light oils and phenolic sulphurous waters, also deposit the dust as far as possible. While the tars and oils are being used for further purposes, the environmentally sound disposal of the effluent waters is causing considerable technical and economic costs.

Insgesamt erfordert die Ausstattung von Generatoranlagen mit Anlagen zur Gaskühlung und Flüssigproduktenkondensation zusätzliche Investitionen und Arbeitskräfte bei gleichzeitig sinkendem thermischen Wirkungsgrad der Gesamtanlage. Der Stand der Technik der Festbettgeneratoren sowie der Aufbereitung und Fortleitung der nach dem Gegenstromprinzip erzeugten Vergasungsgase ist in E. Rammler „Technologie und Chemie der Braunkohlenverwertung", VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig (1962) und in J.Schmidt „Technologie der Gaserzeugung, Band 2 Vergasung", VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig (1965) ausführlich beschrieben.Overall, the equipping of generator systems with systems for gas cooling and liquid product condensation requires additional investment and manpower with simultaneously decreasing thermal efficiency of the entire system. The state of the art of fixed-bed generators and the processing and forwarding of the gasification gases produced by the countercurrent principle is described in E. Rammler "Technology and Chemistry of Lignite Utilization", VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig (1962) and in J. Schmidt 'technology of gas production, Volume 2 gasification ", VEB German publishing house for primary industry, Leipzig (1965) described in detail.

Object of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem es möglich ist, in Festbettreaktoren aus Braun-, Steinkohlen und anderen bituminösen Brennstoffen durch Vergasung mit Luft- oder Sauerstoff-Dampfgemischen erzeugte, dampfförmige Flüssigprodukte enthaltende Vergasungsgase unter Drücken von 0,1 bis 3,0 MPa in wärmeisolierten Rohrleitungssystemen, bei geringerer Neigung zur Verschmutzung der Rohrleitungen, fortzuleiten.The object of the invention is to propose a process with which it is possible to produce gasification gasses produced in gaseous bed-type reactors of brown coals and other bituminous fuels by gasification with air or oxygen vapor mixtures under vapor pressures of from 0.1 to 3 , 0 MPa in heat-insulated piping systems, with less tendency to pollute the pipes to forward.

Explanation of the essence of the invention

Auf Grund der bei der Vergasung von bituminösen Brennstoffen in nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Festbettreaktoren nacheinander ablaufenden Prozeßstufen Verbrennung, Vergasung, Schwelung und Trocknung treten Vergasungsrohgase aus den Vergasungsreaktoren mit Temperaturen aus, die nur gering über der Temperatur des Kondensationsbeginns liegen. Während des Transportes dieser Rohgase kühlen sich diese weiter ab. Die Kondensation schwerer Kohlenwasserstoffe beginnt bei 250 bis 300°C. Der im Rohgas enthaltene Staub bildet dabei Kondensationskerne. Kondensate und Staub bilden an den Rohrwandungen schwer entfernbare Krusten.Due to the process stages combustion, gasification, carbonization and drying, which successively take place in the gasification of bituminous fuels in fixed-bed reactors, gasification raw gases exit the gasification reactors at temperatures which are only slightly above the temperature of the start of condensation. During the transport of these raw gases, they cool down further. The condensation of heavy hydrocarbons begins at 250 to 300 ° C. The dust contained in the raw gas forms condensation nuclei. Condensates and dust form difficult to remove crusts on the pipe walls.

Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, die Vergasungsrohgase vor Eintritt in die Heißgasrohrleitungssysteme durch Zumischen heißer Verbrennungsgase bis auf 500⁰C, dem Beginn der thermischen Spaltung einiger Kohlenwasserstoffe, zu überhitzen, die Isolierung der Heißgasrohrleitungssysteme so zu bemessen und zu realisieren, daß am Brenner der dem Heißgassystem angeschlossenen Gasanwendungsanlage Rohgastemperaturen von 250⁰C auch örtlich und zeitlich während des Rohgastransportes nicht unterschritten werden.According to the invention it is therefore proposed to overheat the Vergasungsrohgase before entering the hot gas piping systems by admixing hot combustion gases to 500 ⁰ C, the beginning of the thermal cracking of some hydrocarbons, to measure the insulation of the hot gas piping systems and to realize that the burner of the hot gas system connected gas application system raw gas temperatures of 250 ⁰ C are not underrun locally and temporally during the Rohgastransportes.

Es wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, durch überhitzten Wasserdampf, heiße Rauchgase bzw. durch Gemische aus überhitztem Dampf und heißen Rauchgasen die Rohgasleitungssysteme vor Einleiten von Vergasungsrohgasen auf Betriebstemperatur von 250 bis 500 ⁰C direkt vorzuwärmen, bei Betriebsunterbrechungen auf Betriebstemperatur zu halten oder freizuspülen.It is further proposed according to the invention, by superheated steam, hot flue gases or mixtures of superheated steam and hot flue gases directly preheat the Rohgasleitungssysteme before introducing gasification gas to operating temperature of 250 to 500 ⁰ C to keep at operating stoppages to operating temperature or flush.

embodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am Beispiel eines Heißgastransportsystems zur Versorgung eines für den Heizöleinsatz projektierten Dampferzeugers mit Vergasungsrohgas als Brennstoff wie folgt beschrieben:The inventive method is described using the example of a Heißgastransportsystems for supplying a projected for the Heizöleinsatz steam generator with Verdasungsrohgas as fuel as follows:

Das300 bis 350 ⁰C heiße, dampfförmige Kohlenwasserstoffe, Schwelwasser und Staub enthaltene Vergasungsrohgas wird nach fjer Gassammelleitung der Vergasungsanlage beim Eintritt in das Gasfortleitungssystem mit einem Verbrennungsgas, welches -durch Verbrennen von Heizöl, Stadtgas oder Generatorgas mit geringem Luftüberschuß erzeugt wurde, so vermischt, daß es eine Temperatur zwischen 350 bis 500°C erreicht. Zur Vermeidung von örtlichen Überhitzungen im Rohrleitungssystem wird auf der Grundlage gemessener Rohrtemperaturen den heißen Verbrennungsgasen vor der Zumischung zum Vergasungsrohgas Wasserdampf zugegeben.Das300 to 350 ⁰ C hot, vaporous hydrocarbons, low-temperature carbonization and dust contained Vergasungsrohgas after fjer gas manifold of the gasification plant when it enters the gas scavenging system, mixed with a combustion gas which was generated -by burning of fuel, city gas or generator gas with low excess air, so that it reaches a temperature between 350 to 500 ° C. To avoid local overheating in the piping system, water vapor is added to the hot combustion gases prior to admixing with the gasification raw gas on the basis of measured pipe temperatures.

Während die Zumischung des Wasserdampfes zum Verbrennungsgas in Abhängigkeit von der an der Mischstelle gemessenen Rohrtemperatur erfolgt, wird die zuzumischende Menge des Verbrennungsgas/Wasserdampfgemisches durch die vor dem Brenner des Dampferzeugers gemessene Rohrtemperatur, die erfindungsgemäß 25O⁰C nicht unterschreiten darf, bestimmt. Während des Inbetriebnahmevorganges der Vergasungsanlagen wird das Heißgasfortleitungssystem durch Durchleiten von durch Entspannung überhitztem Wasserdampf und nachfolgend mit einem Gemisch aus überhitztem Wasserdampf und sauerstoffarmen heißen Verbrennungsgasen auf 250 bis 500°C vorgewärmt, bevor das Vergasungsrohgas eingeleitet wird. Nach Durchleitung dieser Vorwärmemedien durch das Rohgasfortleitungssystem werden diese am Dampferzeuger über eine Fackel oder Ausblaseleitung an die Umgebung abgegeben.While the admixing of the steam to the combustion gas takes place as a function of the pipe temperature measured at the mixing point, the admixing quantity of the combustion gas / steam mixture is determined by the pipe temperature measured before the burner of the steam generator, which according to the invention must not fall below 25O ⁰ C. During the commissioning process of the gasification plants, the hot gas passing system is preheated to 250 to 500 ° C by passing through relaxation by overheating steam and subsequently with a mixture of superheated steam and oxygen-poor hot combustion gases before the gasification gas is introduced. After passage of these preheating by the Rohgasiverleitungssystem these are delivered to the steam generator via a torch or blow-out to the environment.

Während im praktischen Betrieb erforderlicher kurzzeitiger Stillstandszeiten wird das Rohgasfortleitungssystem auf die gleiche Art auf Betriebstemperatur gehalten oder vom Vergasungsrohgas freigespült.During short-term downtime required during practical operation, the raw gas transfer system is maintained at operating temperature in the same manner or purged of raw gasification gas.

Auf diese Weise ist es möglich, während aller Betriebszustände das Vergasungsrohgas im überhitzten, trockenen Zustand zu halten, Kondensation von Teeren, Ölen und Schwelwasser mit ihrer umweltbelastenden und den Produktionsablauf störenden Wirkung zu vermeiden. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet den Einsatz der bekannten Technologien zur Vergasung von festen bituminösen Brennstoffen mit Luft- oder Sauerstoff/Dampfgemischen zur Heizölsubstitution in Heizwerken. Die Bedeutung liegt insbesondere darin, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung die Dampferzeuger ohne die, den Energieverbrauch erhöhenden, Kondensations-und Aufbereitungsstufen mit Heißgas auch über größere Entfernungen versorgt und darin, daß die zum Betreiben der Dampferzeugerfeuerungen erforderlichen Gasvordrücke auf Grund der nicht mehr im Fortleitungssystem erforderlichen wasserabgetauchten Reinigungsvorrichtungen gesichert werden können.In this way it is possible to keep the gasification gas in the overheated, dry state during all operating conditions, to avoid condensation of tars, oils and carbonization with their polluting and disturbing the production process effect. The inventive method allows the use of the known technologies for the gasification of solid bituminous fuels with air or oxygen / steam mixtures for fuel oil substitution in heating plants. The importance lies in the fact that with the help of the solution according to the invention, the steam generator without the, increasing the energy consumption, condensation and treatment stages supplied with hot gas over long distances and that the gas advances required to operate the steam generator firing due to the no longer in Fortleitungssystem required water-immersed cleaning devices can be secured.

Claims

A method of conveying bituminous fuel gasification raw gases generated in fixed bed generators into heat-insulated hot gas piping systems under pressures of from 0.1 to 3.0 MPa with the addition of hot combustion gases in an amount sufficient to decrease the temperature of the gasification raw gas is avoided under its dew point, characterized in that the hot gas piping system preheated to initiate the superheated Vergasungsrohgases by passing hot combustion gases and superheated steam to at least 300 ⁰ C and that in direct connection to the termination or interruption of Rohgastransportes the piping system to the same Rinsed free manner and optionally maintained at operating temperature, to avoid local overheating in the piping system in accordance with the measured pipe temperatures, the hot combustion gases before admixing Ve Rgasungsrohgas steam is added for temperature control.