DD266112A1 - METHOD FOR UTILIZING TEAR OIL SOLID-WATER MIXTURES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Verwertung von Teer-Oel-Feststoff-Wassergemischen, die insbesondere bei der Festbettvergasung von Braunkohle anfallen und hat das Ziel die staubreichen, hochsiedenen, asphalthaltigen Teere zu beseitigen und den Gesamtwirkungsgrad des Vergasungsverfahrens entscheidend zu verbessern. Erfindungsgemaess werden die Kondensate, die bei der Abkuehlung des Rohgases auf bis zu 160C anfallen, teilentwaessert und durch den Drehrost eines Festbettvergasers in Richtung zur Oxydationsfront in eine Zone, die eine Temperatur von groesser 500C aufweist, geduest, wobei die Menge bis zu 30% der Vergasungsstoffmenge betragen kann.The invention relates to the utilization of tar-oil-solid-water mixtures, which are incurred especially in the fixed-bed gasification of lignite and has the goal to eliminate the dusty, high-boiling, asphalt-containing tars and to improve the overall efficiency of the gasification process crucial. According to the invention, the condensates obtained by cooling the raw gas down to 160 ° C. are partially de-waxed and flowed through the rotary grate of a fixed-bed gasifier towards the oxidation front into a zone having a temperature of greater than 500 ° C., the amount being up to 30% Gasification amount may be.
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung von Teer-Öl-Feststoff-Wassergemischen, die insbesondere bei der Festbettvergasung von Braunkohle anfallen.The invention relates to a process for the use of tar-oil-solid-water mixtures, which occur in particular in the fixed-bed gasification of lignite.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Beim Prozeß der Festbettvergasung werden durch die thermische Behandlung der Kohle bei Temperaturen zwischen etwa 300 und 600*C im Vergasungsreaktor die flüssigen Kohlenwasserstoffe abgetrieben.In the process of fixed-bed gasification, the thermal treatment of the coal at temperatures between about 300 and 600 * C in the gasification reactor, the liquid hydrocarbons are driven off.
Gemeinsam mit dem Flugstaub und der Flugasche werden die höhbrsiedenden Teere in den dem Vergasungsreaktor unmittelbar nachgeschalteten Wasch- und Kühleinrichtungen aus dem Rohgas ausgewaschen. Oai Rohgas kühlt sich dabei auf etwa 160-180*C ab. Die in den genannten Kühl- und Waschstufen anfallenden Kondensate, db überwiegend höhersiedende Kohlenwasserstoffe und feststoffe enthalten, werden einer Dichtetrennung zugeführt, die unter Normaldruck oder erhöhtem Druck erfolgen kann. Hier wird das Gaswasser abgetrennt und einer weiteren Rr inigung oder einem Einsatz als Prozeßwasser zugeführt.Together with the flue dust and the fly ash, the higher-boiling tars are washed out of the raw gas in the washing and cooling devices immediately downstream of the gasification reactor. Oai Rohgas cools down to about 160-180 * C. The resulting in the above cooling and washing stages condensates, db predominantly higher boiling hydrocarbons and solids, are fed to a density separation, which can be carried out under atmospheric pressure or elevated pressure. Here, the gas water is separated off and fed to a further cleaning or use as process water.
Übrig bleibt ein Teer-Öl Feststoff-Wassergemisch. Dieses Produkt wird häufig in Deponien gefahren, wodurch die Umwelt stark belastet wird, oder es wird einer ausschließlich energetischen Nutzung mit komplizierten Transportproblemen zugeführt. Zur Nutzung dieses Produktes wird gemäß DE-PS 1086000 und DD-PS 186903 die Eindüsung von Kohlenwasserstoffen bzw. wahlweise von teer-, öl- und feststoff haltigen, wäßrigen Produkten in den Generator zum Zweck der Staubrückhaltung vorgeschlagen.What remains is a tar-oil solid-water mixture. This product is often used in landfills, which puts a heavy burden on the environment, or it is used exclusively for energy purposes with complicated transport problems. For the use of this product, according to DE-PS 1086000 and DD-PS 186,903 the injection of hydrocarbons or optionally of tar, oil and solids containing, aqueous products in the generator proposed for the purpose of dust retention.
In diesen Vorschlägen werden keine oder nur unvollständige Lösungen zur Nutzung von Teer-Öl-Feststoff-Wassergemischen aufgezeigt.In these proposals, no or only incomplete solutions for the use of tar-oil-solid-water mixtures are shown.
In der DD-PS 156711 wurde vorgeschlagen, Teer-Staub-Gemische wasserfrei in dem dem Generator nachgeschalteten Waschkühler durch Temperaturführung im Waschkühler oberhalb des Wasserdampftaupunktes und unterhalb des Teertaupunktes bei Kreislaufführung des Teer-Staub-Gemisches im Waschkühler zu gewinnen und zur Verwertung in den Oberteil des Gaserzeuger zurückzuführen. Der Nachteil dieser technisch nicht erprobten Lösung besteht in der praktisch kaum zu realisierenden verfahrenstechnischen und reglungstechnischen Durchführung des Verfahrens, das zusätzlich nicht den .In DD-PS 156711 it was proposed to obtain tar-dust mixtures anhydrous in the generator downstream washing cooler by temperature control in the washer above the Wasserdampftaupunktes and below the tup dew point in recirculation of the tar-dust mixture in the washer and for recovery in the upper part attributed to the gas generator. The disadvantage of this technically unsuccessful solution consists in the practically impossible to realize procedural and regulatory technical implementation of the method, which additionally does not.
Betriebsbedingungen des Generatorprozesses angepaßt werden kann.Operating conditions of the generator process can be adjusted.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß DD-PS 236343 wird vorgeschlagen wasserfreie Staub-Teergemische durch Einstellung des Dampfdruckes im Abhitzekessel, der dem Generator unmittelbar nachgeschaltet ist, zu gewinnen und diese teilweise mittels Prozeßdruck der Kohleschleuse zuzuführen und über die Kohleschleuse in den Generator einzuschleusen.After a further proposal according to DD-PS 236343 proposed anhydrous dust-tar mixtures by adjusting the vapor pressure in the waste heat boiler, which is immediately downstream of the generator, and to supply them partially by means of process pressure of the coal sluice and to be fed via the coal sluice in the generator.
Dieses in der Praxis nicht erprobte Verfahren hat den Nachteil, daß die Fahrweieo des ersten Abhiu - .esseis sehr störanfällig ist, die anfallenden Staub-Teergemischr nur teilweise in den Gaserzeuger zurückgeführt werden können und die Rückführung mittels der Kohleschleuse Versetzungen in der Kohleschleuse und Verkokungserscheinungen im Oberteil des Gaserzeugers stark begünstigt.This practice has not been tested in practice has the disadvantage that the Fahrweieo the first Abhiu - .esseis is very susceptible to failure, the accumulating Staub-Teergemischr can only partially be returned to the gas generator and the return by means of the coal sluice dislocations in the coal sluice and coking phenomena in Upper part of the gas generator strongly favored.
In der DO-PS 241609 wird vorge»anlegen, die bei der Aufbereitung von Rohgaskondensaten aus Festbettdruckvergasern entstehenden Emulsionen auf de Kohleschüttung in den Oberteil von Festbettdruckvergasern zurückzuführen und durch die Nutzung der Rohgaswärme aufzutrennen und eine Verwertung zu ermöglichen. Eine Erprobung steht zur Zeit jedotl. noch us. Bei diesen Verfahren kann eint umfassende Verwertung des rückgeführten Produktes nicht erreicht werden. In der DD-PS 224611 wird ein < 'erfahren für die Asche-Schlacke-Vergasung beschrieben, bei dem ein Teil des Vergasungsdampfes, durch Zt satz von Rohgaskondensat, welches suspendierte Kohleteilchen, wasserlösliche Verbindungen oder organische Verbindung enthalten kann, zum Vergasungsmittel, ersetzt wird.In DO-PS 241609, it will be necessary to recycle the emulsions resulting from the processing of raw gas condensates from fixed-bed pressure gasifiers into the upper part of fixed-bed pressure gasifiers and separate them by the use of the raw gas heat and to enable recycling. A trial is currently jedotl. still us. In these processes, full recovery of the recycled product can not be achieved. DD-PS 224611 discloses an ash-slag gasification process in which a part of the gasification vapor is replaced by the gasification agent by the addition of raw gas condensate which may contain suspended carbon particles, water-soluble compounds or organic compound ,
Dieses Verfahren ist für die Festbettdruckvergasung nicht geeignet, wenn Teer-Öl-Feststoff-Wassergemische genutzt werden sollen, da eine Versetzung des Drehrostes eintreten würde und der Verschleiß in der Vergasungsmittelzuführung unzulässig hoch zu erwarten ist.This method is not suitable for the fixed bed pressure gasification when tar-oil-solid-water mixtures are to be used because a displacement of the rotary grate would occur and the wear in the gasification agent supply is expected to be unacceptably high.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, die Abproduktentechnologie bei der Festbettdruckvergasung von Braunkohle zu vereinfachen, Umweltbelastungen abzubauen und den Gesamtwirkungsgrad des Vergasungsverfahrens zu verbessern.The aim of the invention is to simplify the waste product technology in the solid bed pressure gasification of lignite, to reduce environmental pollution and to improve the overall efficiency of the gasification process.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, dieses gestattet, das anfallende Tt jr· Öl-Feststoff-Wassergemisch auf einfache Art und vollständig wieder der Vergasung zuzuführen und somit das mit diesem Produkt verbundene Problem zu eleminieren.The invention has for its object to find a solution that allows the resulting Tt jr · oil-solid-water mixture in a simple way and completely back to the gasification and thus eliminate the problem associated with this product.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, in dem die teer- und feststoffhaltigen Kondensate, die bei der Abkühlung des erzeugten Rohgases auf kleiner 2000C vorzugsweise bis auf < 160°C anfallen, auf einen Wassergehalt von größer 1 % und kleiner 60% entwässert werden und dieses aus Teer, öl, Feststoff und Wasser bestehende Produkt in den Unterteil eines Festbettdruckvergasers vorzugsweise durch eine durch den Drehrost hindurchführende Leitung in Richtung zur Oxydationsfront gedüet wird, vorzugsweise in eine Zone des Generators, die eine Temperatur von größer 5000C aufweist. Auf diese Weise wird bewirkt, daß die Kohlenwasserstoffe sowie der Feststoff durch die plötzliche Verdampfung des enthaltenen Wassers feinverteilt in der Schüttung plötzlich einer erhöhten Temperatur ausgesetzt und zur Reaktion mit Sauerstoff Dampf bzw. mit hOtin Gaskomponenten gezwungen werden sowie die im Feststoff enthaltenen Aschebestandteile über den Drehrost aus dem Reaktor entfernt werden. Dabei wird der kohlenstoffhaltige Antoil des Produktes zur Wärmeerzeugung genutzt und die stoffwirtschaftliche Nutzung des Vergasungsstoffes verbessert.According to the invention, the object is achieved in that the tarry and solids-containing condensates, which are obtained during the cooling of the raw gas produced to less than 200 0 C, preferably up to <160 ° C, dewatered to a water content of greater than 1% and less than 60% and this consisting of tar, oil, solid and water existing product is gedüet in the lower part of a Festbettdruckvergasers preferably through a line passing through the rotary grate leading towards the Oxydationsfront, preferably in a zone of the generator having a temperature of greater than 500 0 C. In this way, the hydrocarbons and the solid is caused by the sudden evaporation of the water contained in the bed suddenly exposed to an elevated temperature and forced to react with oxygen vapor or with hOtin gas components and the ash constituents contained in the solid over the rotary grate be removed from the reactor. In this case, the carbonaceous Antoil of the product is used for heat generation and improves the material economy of the gasification substance.
Bei unterbrochener Produktzuführung wird die Differenz zur notwendigen Gesemtdampfmenge über die Produktleitung in den Reaktor eingebracht und dadurch eine Kühlung der Produktleitung bewirkt. Bei der Durchführung des Verfahrens erfolgt die Einstellung der Produktmenge in Abhängigkeit von Wassergehalt des Produktes und der gemessenen Temperatur an der Reaktorinnenwand unterhalb der Höhe der Produkteindüsung, vorzugsweise kleiner 0,5 unterhalb de' Produkten.düsung gemessen an vorzugsweise 2:3 Meßstellen.When the product supply is interrupted, the difference to the required amount of process steam is introduced into the reactor via the product line, thereby causing cooling of the product line. When carrying out the process, the amount of product is adjusted as a function of the water content of the product and the measured temperature at the reactor inner wall below the level of product injection, preferably less than 0.5 below the product dosing measured at preferably 2: 3 measuring points.
Zur Durchführung des Verfahrens ist die mittlere Temperatur durch die Ansteuerung des Drehrostes auf größer 400°C einzustellen.To carry out the process, set the mean temperature to greater than 400 ° C by activating the rotary grate.
Dabei kann die Menge des einzusetzenden Produktes bis zu 30% der Vergasungsstoffeinsatzmenge betragen. Erfindungsgemäß ist an der Produktaustrittsstelle ebenfalls eine Temperaturmessung angeordnet, die durch die Ausnutzung der Kühlwirkung des Produktstromes als Strömungswächter dient. Diese Temperaturmessung kann bei der Durchführung des Verfahrens zur Einstellung der Starttemperatur über die Steuerung des Ascheaustrages genutzt werden.In this case, the amount of the product to be used can amount to up to 30% of the gasification substance input. According to the invention, a temperature measurement is likewise arranged at the product outlet, which serves as a flow monitor by utilizing the cooling effect of the product stream. This temperature measurement can be used in the implementation of the method for setting the starting temperature on the control of the ash discharge.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Ein Festbettdruckvergaser befindet sich mit einer Sauerstoffbelastung von 4000m'iN/h, einem Vergasungsdampfeinsatz von 28t/h und einem Braunkohlenbriketteinsatz von 27t/h in Betrieb und erzeugt dabei stündlich otwa 30000m*iN trockenes Rohgas.A fixed bed pressure carburetor with an oxygen load of 4000m'iN / h, a gasification steam of 28t / h and a lignite briquette of 27t / h in operation and generates every hour otwa 30000m * iN dry raw gas.
Bei den nachfolgenden Wasch- und Kühlstufen wird das Rohgas von Feststoff und einem Teil der enthaltenen Kohlenwasserstoffe befreit und auf etwa 160"C abgekühlt. Bei d6r weiteren Kühlung und Aufbereitung des Rohgases fallen staubfreie stoffwirtschaftlich verwendbare Flüssigprodukte an.In the subsequent washing and cooling stages, the crude gas is freed from solid matter and part of the hydrocarbons present and cooled to about 160 ° C. In the case of further cooling and treatment of the raw gas, dust-free liquid-usable liquid products are obtained.
Bei dem Waschen des Rohgases und der Kühlung auf etwa 160°C werden stündlich etwa 500kg Feststoff, der zu 30% aus Asche besteht und etwa 600 kg Kohlenwasssrstoffe im Gemisch mit Wasser aus dem Prozeß entfernt.When washing the raw gas and cooling to about 160 ° C every hour about 500 kg of solid, which consists of 30% ash and about 600 kg Kohlenwasssrstoffe in a mixture with water from the process.
Nach der Entwässerung auf einen Wassergehalt des Gemisches von 35% wird das ProcVm mittels einer Kolbenpumpe durch den Drehrost des Festbettvergasers in einer Höhe von 40cm über der Drehrostspitze in das heiße Aschebett mit Vergasungsmittel zur Reaktion gebracht. Auf diese Weise entfallen die üblicho aufwendige Abproduktentechnologie und komplizierte Transportprozesse, um das Produkt zu deponieren bxw. energetisch zu nutzen.After dehydration to a water content of the mixture of 35%, the ProcVm is reacted by means of a piston pump through the rotating grate of the fixed-bed gasifier at a height of 40 cm above the rotary grate tip into the hot ash bed with gasification agent. This eliminates the usual expensive waste product technology and complicated transport processes to deposit the product bxw. energetically use.
Folgende Effekte treten zusätzlich ein. Die Vergasungsdampfmenge wird auf 27,5t/h verringert und der Vergasungsstoffbedarf sinkt auf etwa 26t/h. Die im Produkt enthaltene Asche wird über den Drehrost ausgetragen.The following effects occur in addition. The gasification steam quantity is reduced to 27.5 t / h and the gasification demand drops to about 26 t / h. The ash contained in the product is discharged via the rotary grate.
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1988
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