DD285989A5 - Procedure for commissioning gasification reactors - Google Patents
Procedure for commissioning gasification reactorsInfo
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Abstract
Verfahren zur Inbetriebnahme von Vergasungsreaktoren. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Inbetriebnahme von Vergasungsreaktoren, das hauptsächlich in der Kohlefestbettdruckvergasung angewendet werden kann. Durch ein neues Inbetriebnahmeverfahren, welches die Nutzung der Fackel, der Rohgasanfahrleitung und der drucklosen Gaskondensatleitung ausschließt, wird eine emissionsfreie Inbetriebnahme erreicht. Das erfolgt durch den Einsatz eines Anfahrvergasungsmittelgemisches, dessen Zusammensetzung so gestaltet ist, dass der O ind 2-Anteil gerade so hoch ist, um eine stete Temperaturerhöhung im Reaktor zu erreichen, andererseits aber ein explosibles Gasgemisch, selbst bei Nichtumsetzung des O ind 2-Anteiles im Reaktor, nicht entstehen kann. Die unterkritische Zusammensetzung des Anfahrvergasungsmittelgemisches erfolgt durch den Einsatz von Stickstoff mit einem Volumenanteil des Sauerstoffes von 2,5 - 5 % oder CO ind 2. Durch die Vergasungsstoffaufheizung im geschlossenen Drucksystem erfolgt eine bessere Ausnutzung der Dampfenthalpie und eine sichere Zündung als bei druckloser Aufheizung. Die Dampfemission in die Atmosphäre beim Aufheizvorgang wird beseitigt.{Festbettdruckvergasung; Vergasungsreaktor; Inbetriebnahme; Anfahrvergasungsmittelgemisch; Stickstoff; Sauerstoff; Dampf}Procedure for commissioning gasification reactors. The invention relates to a method of commissioning gasification reactors, which can be used mainly in coal fixed bed pressure gasification. A new commissioning procedure, which excludes the use of the torch, the raw gas supply line and the non-pressurized gas condensate line, ensures emission-free commissioning. This is done by using a Anfahrvergasungsmittelgemisches whose composition is designed so that the O ind 2 content is just so high to achieve a steady increase in temperature in the reactor, but on the other hand, an explosive gas mixture, even if not O 2 content in the reactor, can not arise. The subcritical composition of the Anfahrvergasungsmittelgemisches carried by the use of nitrogen with a volume fraction of oxygen of 2.5 - 5% or CO ind 2. The Vergasungsstoffaufheizung in a closed pressure system is better utilization of the enthalpy of steam and a reliable ignition than in pressureless heating. The vapor emission into the atmosphere during the heating process is eliminated {fixed bed pressure gasification; Gasification reactor; commissioning; Anfahrvergasungsmittelgemisch; Nitrogen; Oxygen; Steam}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung bezieht sich auf das Verfahren zur Festbettdruckvergasung fester fossiler Brennstoffe und dabei speziell auf die Inbetriebnahme von FeMbettdruckvergasungsreaktoren, wobei sich die Inbetriebnahme sowohl auf das Zünden aus dem kalten Zustand als auch auf das Anfahren unter Feuer stehender Festbettdruckvergasungsreaktoren bezieht.The invention relates to the process for fixed-bed pressure gasification of solid fossil fuels and in particular to the commissioning of FeMbettdruckvergasungsreaktoren, wherein the commissioning refers both to the ignition from the cold state as well as on starting under fire stationary fixed bed gasification reactors.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Das Zünden von Festbettdruckvergasungsreaktoren zur Vergasung von Kohle wird gegenwärtig nach zwei grundsätzlichen technischen Lösungen vorgenommen.The firing of fixed bed pressure gasification reactors for the gasification of coal is currently carried out according to two basic technical solutions.
Einmal wird ein Zi. ndbrennstoff dem Reak.or zugeführt und entweder schon vor Zuführung gezündet oder durch ein Zündinitial im Reaktor jezünde..Once a Zi. Ndbrennstoff is fed to the Reak.or and either ignited before feeding or ignited by a Zündinitial in the reactor ..
Danach wird Anfahrlbi'( in den Reaktor eingebiasen, später Vergasungsstoff zugegeben und auf ein Luft-Dampf-Gemisch umgestellt.Thereafter Anfahrlbi '(injected into the reactor, later gasification added and converted to an air-steam mixture.
Das Anfahrrohgas wird über eine Fackel in die Atmosphäre geleitet bis der Volumenanteil des Sauerstoffes 0,6% beträgt.The Anfahrrohgas is passed through a torch in the atmosphere until the volume fraction of oxygen is 0.6%.
Bei einer anderen Lösung wird der Reaktor mit Vergasungsstoff gefüllt oder teilgefüllt, danach mittete Dampf bis über die Selbstentzündungstemperotur des Vergasungsstoffes aufgeheizt und schließlich mit einem Luft-Dampf-Gemisch gezündet.In another solution, the reactor is filled with gasification material or partially filled, then mittete steam heated above the Selbstentzündungstemperotur of the gasification material and finally ignited with an air-vapor mixture.
Die Beurteilung der vollzogenen Zündung erfolgt durch die Bestimung des Or und COj-Gehaltes im Anfahrrohgas. Bei erreichten festgelegten Grenzwerten erfolgt eine Steigerung der Menge des Luft-Dampf-Gemisches.The assessment of the completed ignition takes place by the determination of the Or and COj content in the starting raw gas. When set limit values are reached, the amount of air-steam mixture increases.
vom Fackelbetrieb auf ein Rühgasanfahrsystem umgestellt. In diesem System wird das Anfahrrohgas auf den üblichen Netzdruckverdichtet und dem Rohgasnetz zugeführt.switched from flare operation to a Rühgasanfahrsystem. In this system, the Anfahrrohgas is compressed to the usual network pressure and fed to the raw gas network.
dauernden Fackelbetriebes, der erforderliche Energieaufwand bei der Verdichtung des Anfahrrohgases und daß vom Beginn dercontinuous torch operation, the required energy consumption in the compression of the Anfahrrohgases and that from the beginning of the
über die Fackel, Fahrweise über die Rohgasanfahrleitung und Netzschaltung analog der beim Zündvorgang beschriebenenon the torch, driving on the Rohgasanfahrleitung and mains circuit analogous to that described during the ignition process
der Reaktoren zu verwenden. Als Vorteile werden die Verkürzung des Anfahrvorganges, geringerer Anlagenaufwand undto use the reactors. The advantages are the shortening of the starting process, lower equipment costs and
sicherheitstechnischer Vorteil angegeben. Die oben genannten Nachteile können jedoch nicht beseitigt werden.safety advantage indicated. However, the above-mentioned disadvantages can not be eliminated.
Ziel der Erfindung ist es, die Inbetriebnahme bzw. Wiederinbetriebnahme von Kohledruckvergasungsreaktoren ökonomischer und umweltfreundlicher zu Gestalten.The aim of the invention is to make the commissioning or recommissioning of coal-pressure gasification reactors more economical and environmentally friendly.
seiner Zusammensetzung während des Inbetriebnohmevorganges variiert wird, wobei zu Beginn des Inbetriebnahmevorgangesdie Zusammensetzung des Zünd-Anfahrvergasungsmittelgemisches so gestaltet wird, daß der Sauerstoffanteil gerade so hochist, daß eine stete Erhöhung des Temperaturniveaus im Reaktor möglich ist, andererseits aber ein explosibles Gasgemisch,selbst bei NichtUmsetzung des Sauerstoffanteiles im Reaktor, nicht entstehen kann.its composition is varied during the commissioning process, wherein at the start of the commissioning process, the composition of the Zünd-Anfahren gasification mixture is designed so that the oxygen content is just so high that a steady increase in the temperature level in the reactor is possible, but on the other hand, an explosive gas mixture, even if not Oxygen content in the reactor, can not arise.
geschlossen werden und bei der Inbetriebnahme unter Feuer stehender Reaktoren in den ersten Minuten der Inbetriebnahmedurch die natürliche Druckerhöhung infolge der Einleitung des Zünd-Anfahrvergasungsmittelgemisches.in the first minutes of commissioning due to the natural pressure increase due to the initiation of the Zünd-Anfahrvergasungsmittelgemisches.
vorgenommen. Nach 30 min anstehender Volumenanteile des Sauerstoffes im Rohgas von kleiner 1 % wird der O2-AMeII imtrockenen Zünd-Anfahrvergasungsmittelgemisch auf 9% durch die Zugabe von Sauerstoff erhöht. Beträgt der Volumenanteildes Sauerstoffes nach 30min kleiner 1 % im Rohgas, wird auf ein Vergasungsmittel umgestellt, das nur noch aus Dampf undperformed. After 30 min pending volume fractions of the oxygen in the crude gas of less than 1% of O 2 -AMeII inthe dry Zünd-Anfahrvergasungsmittelgemisch is increased to 9% by the addition of oxygen. If the volume fraction of the oxygen after 30min less than 1% in the raw gas, is converted to a gasification agent, which only consists of steam and
1600m1!. N. O2/h bei Einhaltung eines vorgegebenen, den Kohleeigonschaften entsprechenden Dampf-Sauerstoff-1600m 1 !. N. O 2 / h while maintaining a given, the coal agene corresponding steam-oxygen
- Die Zünd- und Anfahrvorgänge erfolgen emissionsfrei.- The ignition and starting processes are emission-free.
- Durch eine unterkritische Zusammensetzung des Anfahrvergasungsmittels in der Anfangsphase ist eine gefahrlose Technik realisiert.- By a subcritical composition of Anfahrvergasungsmittels in the initial phase, a safe technique is realized.
- Die Gasableitung über die Fackel und die Rohgasanfahrleitung wird nicht mehr vorgenommen. Damit werden Gasverluste und Gasverdichtungsaufwendungen vermieden.- The gas discharge via the torch and the raw gas supply line is no longer made. This avoids gas losses and gas compression costs.
- Die Gaskondensatableitung erfolgt bei Nutzung des Gaskondensatdrucksystems störungsfrei und ohne die Schadstoffemissionen, die beim Slopsystem auftreten.- The gas condensate discharge takes place when using the gas condensate pressure system trouble-free and without the pollutant emissions that occur in the slop system.
- Durch die Vergasungsstoffaufheizung Im geschlossenen Drucksystem erfolgt eine bessere Ausnutzung der Dampfenthalpie und eine sichere Zündung als bei druckloser Aufheizung. Die Dampfemission in die Atmosphäre während des Aufheizvorganges wird beseitigt.- Gasification Heating In the closed pressure system, better utilization of the enthalpy of steam and reliable ignition are achieved than with pressureless heating. The vapor emission to the atmosphere during the heating process is eliminated.
1. Vollschleusen des Reaktors 4 mit Kohle1. Full locks the reactor 4 with coal
2. Inertisierung des mit Kohle gefüllten Reaktors 4 einschließlich des aus Waschkühler 5, Abhitzekessel 6 und Rohgasleitung 7 bestehenden Rohgasweges bis hin zum Inertisierungsstutzen 8 vor dem geschlossenen Trennschieber 9 in der Rohgasleitung mit Inertgas, bestehend aus Nj odder CO], das Ober die entsprechende Stickstoff- oder COj-Leitung 1 herangeführt wird, über den Injektor 2 und die Vergasungsmittelgemischleitung 3.2. inerting of the reactor 4 filled with coal, including the crude gas path consisting of washing cooler 5, waste heat boiler 6 and crude gas line 7 up to the inertizing nozzle 8 in front of the closed separating slide 9 in the crude gas line with inert gas consisting of N 2 or CO 3, the upper the corresponding nitrogen - or COj line 1 is introduced, via the injector 2 and the Vergasungsmittelgemischleitung 3.
3. Bespannung des mit Kohle gefüllten Reaktors mit Vergasungsdampf über die Treibdampfleitung 10 mit einer Dampfmenge von St/h bis zum Betriebsdruck. Dabei sind alle aus dem Rohgassystem abführenden Leitungen geschlossen.3. covering the coal-filled reactor with gasification steam via the motive steam line 10 with a steam quantity of St / h up to the operating pressure. All pipes discharging from the raw gas system are closed.
4. Netzschaltung des Reaktors 4 bei Erreichung des Netzdruckes im Reaktor.4. Mains circuit of the reactor 4 upon reaching the network pressure in the reactor.
5. Vorwärmen der Kohle im Reaktor 4 mit einer Vergasungsdampf menge von 15t über die Treibdampfleitung 10, den In joktor 2 und die Vergasungsmittelgemischleitung 3.5. Preheating the coal in the reactor 4 with a gasification steam amount of 15t via the motive steam line 10, the In joctor 2 and the Vergasungsmittelgemischleitung 3rd
β. Zünden des Vergasungsstoffes nach einer Aufheizzeit von einer Stunde bei einer Dampftemperatur nach dem Reaktor von Ober 523 K mittels eines ZOnd-Anfahrvergasungsmittelgemisches mit unterkritischer Zusammensetzung von 2000m3 i. N. Nj/h und einem Volumenanteil des Sauerstoffes von 4 % über die Nj-Leitung 1 und der Mengenregelung 12. Die Dampfzuführung wird ausgesetzt.β. Ignition of the gasification material after a heating time of one hour at a steam temperature after the reactor of upper 523 K by means of a ZOnd-Anfahrvergasungsmittelgemisches with subcritical composition of 2000m 3 i. N.Nj / h and a volume fraction of the oxygen of 4% via the Nj line 1 and the flow control 12. The steam supply is suspended.
7. Vergasungsmittelgemischelnstellung nach folgendem Programm:7. Vergasungsmittelgemischelnstellung according to the following program:
Der Volumenanteil des Sauerstoffes im Zünd-Anfahrvergasung;mittelgemisch wird um 5% erhöht, wenn der Volumenanteil des Sauerstoffes im Anfahrrohgas 30 min lang unter 1 % liegt.The volume fraction of the oxygen in the ignition gasification medium mixture is increased by 5% when the volume fraction of the oxygen in the starting raw gas for 30 minutes is less than 1%.
Bleibt bei einem Volumenanteil des Sauerstoffes von 9% im Zünd-Anfahrvergasungsmittel 30min lang der Volumenanteil des Sauerstoffes im Anfahrrohgas unter 1 %, wird auf ein reines Dampf-Sauerstoff-Gemisch Leitung 10 und 11 von 200 m3 i. N. Oj/h und 1,5t Dampf/h umgestellt.Remains at a volume fraction of the oxygen of 9% in Zünd-Anfahrvergasungsmittel for 30min long, the volume fraction of oxygen in Anfahrrohgas below 1%, is a pure steam-oxygen mixture line 10 and 11 of 200 m 3 i. N. Oj / h and 1.5t steam / h converted.
8. Die Einstellung der Reaktorbelastung bzw. des Normalbetriebes wird durchgeführt, wenn bei der letztgenannten Einstellung gemäß Punkt 7. in einem Zeitraum von 30 min der Volumenanteil des Sauerstoffes im Anfahrrohgas unter 0,6% und die Rohgasaustrittstemperatur 503 K beträgt. Die Erhöhung der O2-Menge erfolgt in Schritten von 15min um jeweils 100m3 i. N. Oj/h bei Einhaltung eines Dampf-Sauerstoff-Verhältnisses von 7,5kg Dampf/m3 i. N. O1, wobei die Höhe des Dampf-Sauerstoff-Verhältnisses dem Ascheschmelzverhalten angepaßt wird.8. The adjustment of the reactor load or the normal operation is performed when in the latter setting according to point 7 in a period of 30 min, the volume fraction of the oxygen in the starting raw gas below 0.6% and the raw gas outlet temperature is 503 K. The increase in the O 2 amount is carried out in increments of 15 min by 100m 3 i. N.Oj / h while maintaining a steam-oxygen ratio of 7.5kg steam / m 3 i. N. O 1 , wherein the height of the steam-oxygen ratio is adapted to the ash melting behavior.
eines Zündvorganges der Reaktor noch völlig leer, so befindet sich bei Einleitung eines Anfahrvorganges schon ein gezündeteran ignition process, the reactor is still completely empty, so there is already an ignited at initiation of a start-up
bestimmter Reparaturarbeiten außer Betrieb genommen werden müssen.certain repairs must be taken out of service.
1. Inertisierung des Reaktors über die Inertisierungr.leitung 13 am Reaktorkopf bis hin zum Inertisierungsstutzen 8 vor dem geschlossenen Trennschieber 9 in der Rohgasleilung mittels Inertgas. Der Volumenanteil des Sauerstoffes in der Rohgasleitung muß kleiner als 4% betragen.1. Inertization of the reactor via the inertization. Rectification 13 at the reactor head up to the Inertisierungsstutzen 8 before the closed gate valve 9 in the Rohgasleilung by inert gas. The volume fraction of the oxygen in the crude gas line must be less than 4%.
2. Einleitung eines Zünd-Anfahrvergasungsmittelgemisches über die Leitung 1 mit unterkritischer Zusammensetzung von 2000m1 i. N./h und einem Volumenanteil des Sauerstoffes von 4% mittels Mengenregelung 12 in den Reaktor 4. Dabei sind alle aus dem Rohgassystem abführenden Leitungen geschlossen.2. Introduction of a Zünd-Anfahrvergasungsmittelgemisches via line 1 with subcritical composition of 2000m 1 i. N./h and a volume fraction of the oxygen of 4% by means of volume control 12 in the reactor 4. In this case, all lines leading from the raw gas system are closed.
3. Netzschaltung des Reaktors bei Erreichung des Netzdruckes im Reaktor. Der Volumenanteil des Sauerstoffes im Anfahrrohgas muß kleiner 5% sein.3. Mains circuit of the reactor upon reaching the network pressure in the reactor. The volume fraction of the oxygen in the starting raw gas must be less than 5%.
4. Die weiteren Verfahrensschritte verlaufen analog der Punkte 7. und 8. des Zündvorganges.4. The further process steps are analogous to the points 7 and 8 of the ignition process.
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