DE10103602A1 - Recycling of carbon-containing pasty, powdery and fine-grained waste involves transferring additional carbon-containing pasty powdery and fine-grained waste to gasification zone in area of highest temperatures - Google Patents

Recycling of carbon-containing pasty, powdery and fine-grained waste involves transferring additional carbon-containing pasty powdery and fine-grained waste to gasification zone in area of highest temperatures

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Abstract

Carbon-containing pasty, powdery and fine-grained waste is recycled by transferring additional carbon-containing pasty, powdery and fine-grained waste, separately or as a mix of materials to a gasification zone (9) of the fixed-bed pressure gasification reactor in the area of highest temperatures. Recycling of carbon-containing pasty, powdery and fine-grained waste in fixed-bed pressure gasification reactors involves transferring additional carbon-containing pasty, powdery and fine-grained waste consisting of 0-4 mm diameter granules, separately or as a mix of such materials to the gasification zone of the fixed-bed pressure gasification reactor in the area of highest temperatures, and is gasified together with the solid waste or the mixture of solid waste and other carbon-containing materials, and that the portion of the additionally supplied carbon-containing pasty, powdery and fine-grained waste can be 33% as a maximum of the total volume of the materials to be gasified.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abfallvergasung, speziell der Abfallvergasung in Festbettdruckvergasungsanlagen. Die zu vergasenden Abfälle sind kohlenstoffhaltig und von pastöser, staubförmiger und feinkörniger Konsistenz, die einzeln oder in Form von Gemischen aus diesen Stoffen eingesetzt werden können.The invention relates to the field of waste gasification, especially the Waste gasification in fixed bed pressure gasification plants. The waste to be gasified contain carbon and have a pasty, dusty and fine-grained consistency, which are used individually or in the form of mixtures of these substances can.

In der Vergangenheit sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, um pastöse, staubförmige oder feinkörnige Abfallstoffe separat oder als Gemisch aus diesen Varianten in einen Festbettdruckvergaser einzubringen. Alle bekannt gewordenen Vorschläge gehen davon aus, die oben genannten Abfallstoffe auf die Schüttung im Oberteil des Festbettdruckvergasungsreaktors aufzubringen. So wurde im DD 241 609 vorgeschlagen, im Verfahren der Festbettdruckvergasung von Kohle angefallene Teer-Öl-Feststoff-Wasser-Gemische, die in der Regel als untrennbare stabile Emulsion anfallen, über eine Zuführeinrichtung innerhalb eines mittig im Reaktoroberteil angeordneten Rohgasabganges auf die Oberfläche der Vergasungsstoffschüttung aufzubringen. Diese Art der Zuführung von Teer-Öl- Feststoff-Wasser-Gemischen hat sich in der Praxis nicht bewährt, besonders wenn der Reaktor aus Leistungsgründen mit einer abgesenkten Schüttung betrieben wird. Es haben sich dabei in Verbindung mit den maschinentechnischen Einbauten und der zyklischen Beschickung mit Vergasungsstoffen Nachteile, wie thermische Unregelmäßigkeiten, Versetzungen von Düsenöffnungen und besonders Ver­ setzungen der Vergasungsstoffschüttung ergeben. Bekanntermaßen wird gerade in Festbettdruckvergasungsanlagen zur Sicherung guter und gleichmäßiger Strömungsverhältnisse und eines geringen Staubaustrages eine körnige Struktur des Vergasungsgutes angestrebt.Various solutions have been proposed in the past to pasty, dusty or fine-grained waste materials separately or as a mixture of to introduce these variants in a fixed bed pressure carburetor. All known Proposals that have been made assume that the waste materials mentioned above are related to the Apply bulk in the upper part of the fixed bed pressure gasification reactor. So was proposed in DD 241 609, in the process of fixed bed pressure gasification Coal-based tar-oil-solid-water mixtures, which are usually called inseparable stable emulsion occur, via a feed device within a crude gas outlet arranged in the middle of the upper part of the reactor onto the surface of the Applying the gasification fill. This type of tar oil feed Solid-water mixtures have not proven themselves in practice, especially if the reactor is operated with a lowered bed for performance reasons. There have been in connection with the mechanical installations and the cyclical feed with gasification substances disadvantages, such as thermal Irregularities, misalignments of nozzle openings and especially Ver Settlements of the gasification fill result. As is known, in Fixed bed pressure gasification systems to ensure good and uniform Flow conditions and a low dust discharge a granular structure of the gasification target.

Versuchsfahrten nach DD 241 609 bestätigen, dass durch lokale Unterkühlungen und Versetzungen Kanalströmungen entstanden, die erhöhten Staubaustrag mit dem Rohgas mit sich brachten. Als besonders negativ mußte bei den Versuchen mit dieser Lösung festgestellt werden, dass eine Menge von ca. 60% des eingebrachten Teer-Öl-Feststoff-Wasser-Gemisches erneut als gleiches Gemisch nach dem Vergasungsprozess anfiel, was zusätzlich die dem Reaktor nachge­ schalteten Anlagen belastete.Test drives according to DD 241 609 confirm that due to local hypothermia and dislocations channel flows that increased dust discharge with with the raw gas. To be particularly negative in the experiments This solution found that an amount of approximately 60% of the introduced tar-oil-solid-water mixture again as the same mixture  after the gasification process, which also added to the reactor switched systems.

Ein weiterer Vorschlag zum Einsatz eines relativ wasserfreien pastösen Teer-Staub- Gemisches wird im DD 236 343 vorgestellt. Dieses relativ wasserfreie Teer-Staub- Gemisch, das im Abhitzkessel, der dem Festbettdruckvergasungsreaktor nachge­ schaltet ist, gewonnen wird, wird mittels Prozessdruck der Vergasungsstoffzu­ führungsschleuse des Festbettdruckvergasungsreaktors zugegeben. Von dort gelangt dieser Stoff zusammen mit dem Vergasungsstoff in den Reaktor. Versuche zeigten, dass schon in der Vergasungsstoffzuführungsschleuse undefinierbare Verhältnisse entstehen, die sich nach Einschleusung in den Reaktor in den oberen Schichten der Vergasungsstoffschüttung fortsetzen.Another suggestion to use a relatively anhydrous pasty tar dust Mixtures are presented in DD 236 343. This relatively anhydrous tar dust Mixture in the waste heat boiler, which nachge the fixed bed pressure gasification reactor is switched on, is obtained, the gasification substance is added by means of process pressure guide lock of the fixed bed pressure gasification reactor added. From there this substance enters the reactor together with the gasification substance. tries showed that indefinable in the gasification feed lock Conditions arise, which are introduced into the upper reactor after being introduced into the reactor Continue layers of the gasification fill.

In einer neueren Lösung nach DE 197 17 978 C1 wird vorgeschlagen, ein pastöses Teer-Öl-Feststoff-Wasser-Gemisch im Unterteil einer Eintragschleuse eines Fest­ bettvergasers in den Strom des Kohle-Abfallstoff-Gemisches zuzugeben und die Zugabe maximal für den Zeitraum der Befüllung und Entleerung der Eintrag­ schleuse bei Normaldruck und/oder unter Prozessdruck in Abhängigkeit vom Befüllungsgrad der Eintragsschleuse dosiert erfolgen zu lassen und die Befüllung des Reaktors ausschließlich mit festem Vergasungsstoff zu beenden. Zur Sicherung der Pumpfähigkeit des Teer-Öl-Feststoff-Wasser-Gemisches nach dieser Lösung hat sich im praktischen Betrieb ergeben, dass es erforderlich ist, höhere Öl- bzw. Wassergehalte zu fahren und Feststoffgehalte, die kleiner als 30% des genannten Gemisches sind. Dadurch kam es jedoch zum lokalen Ablöschen der Feststoff­ schüttung und der Nichtumsetzung der eingebrachten Vergasungsstoffe in diesem oberen Bereich der Feststoffschüttung durch fehlende Vergasungsbedingungen.In a newer solution according to DE 197 17 978 C1, a pasty solution is proposed Tar-oil-solid-water mixture in the lower part of a feed lock of a festival bed gasifier in the stream of the coal-waste mixture and add the Addition of maximum for the period of filling and emptying the entry lock at normal pressure and / or under process pressure depending on The filling level of the entry lock can be metered and the filling to finish the reactor only with solid gasification. To secure the pumpability of the tar-oil-solid-water mixture after this solution has emerged in practical operation that it is necessary to increase the oil or Driving water levels and solids levels less than 30% of the said Are mixed. However, this resulted in local extinguishing of the solid pouring and the non-implementation of the introduced gasification substances in this upper part of the solid bed due to missing gasification conditions.

Weitere bekannte Lösungen sehen vor, pastöse, staubförmige oder feinkörnige Abfallstoffe durch zusätzliche Aufbereitungsstufen wie Pelletierung oder Brikettierung in feste Stoffe umzusetzten, wozu teilweise weitere Abfallstoffe oder auch Kohle zugesetzt werden müssen, um diese pastösen, staubförmigen oder fein­ körnigen Abfallstoffe in Verbrennungs- oder Vergasungsanlagen wirtschaftlich verwerten zu können. Zusätzliche Aufbereitungsstufen verteuern jedoch jeden Verwertungsprozess. Other known solutions provide pasty, dusty or fine-grained Waste materials through additional processing stages such as pelleting or Briquetting to convert into solid materials, including some additional waste or Also coal must be added to make this pasty, dusty or fine granular waste materials in incineration or gasification plants economically to be able to utilize. However, additional treatment stages make everyone more expensive Recovery process.  

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, kohlenstoffhaltige pastöse, staub­ förmige und feinkörnige Abfälle, insbesondere Sonderabfälle, separat oder im Gemisch dem Vergasungsprozess im Festbettdruckvergasungsreaktor ohne zu­ sätzliche Auf- oder Vorbereitungsstufen zuzuführen und damit wirtschaftlich zu verwerten.The aim and object of the invention are carbonaceous, pasty, dust shaped and fine-grained waste, especially special waste, separately or in Mix the gasification process in the fixed bed pressure gasification reactor without additional preparation or preparation stages and thus economically recycle.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die kohlenstoffhaltigen pastösen, staubförmigen und feinkörnigen Abfallstoffe, die eine Korngröße zwischen 0 und 4 mm aufweisen können, nach ihrer Anlieferung in einer Siloanlage gesammelt werden. Diese Siloanlage ist mit einer Inertgasbeflutung und einer Ab­ luftreinigung ausgestattet. Aus dieser Siloanlage werden die genannten Abfallstoffe, besonders die staubförmigen und feinkörnigen, einer Gleitmittelstrecke zugeführt. Von einer dieser Gleitmittelstrecke nachgeordneten Feststoffpumpe werden die genannten Abfallstoffe mit Prozessdruck von 25 bar (Ü) in Höhe der Vergasungs­ zone, die Temperaturen zwischen 1000°C und 1300°C aufweist, in den Reaktor gedrückt. Daurch wird eine zusätzliche Bewegung der Vergasungsstoffschütttung bewirkt, wodurch sich die Durchströmbarkeit dieser Schüttung verbessert.According to the invention the object is achieved in that the carbonaceous pasty, dusty and fine-grained waste materials that have a grain size between 0 and 4 mm after delivery in a silo system to be collected. This silo system is with an inert gas flooding and a Ab air purification equipped. From this silo plant the waste materials mentioned, especially the dusty and fine-grained, fed a lubricant section. From a solids pump downstream of this lubricant section, the mentioned waste materials with process pressure of 25 bar (g) in the amount of the gasification zone, which has temperatures between 1000 ° C and 1300 ° C, in the reactor pressed. This will result in an additional movement of the gasification filling causes, which improves the flow through this bed.

Die Feststoffpumpe ist mit einem Frequenzumformer ausgestattet, mit dessen Hilfe Leistungsanpassungen je nach gefahrener Reaktorleistung vorgenommen werden können. Die Zuführungseinrichtung einschließlich Feststoffpumpe ist ab Siloanlage bis zum Stutzen im Festbettdruckvergasungsreaktor doppelt, günstiger dreifach ausgelegt, wobei die Stutzen je nach Auslegung um 180° oder 120° versetzt sind. Durch über und unter, sowie seitwärts zu den Zuführungsstutzen versetzt ange­ ordnete Temperaturmessungen wird der Vergasungsprozess überwacht und die Zufuhr der pastösen, staubförmigen und feinkörnigen Abfälle von ca. 1 bis 4 t/h gesteuert. Bei einem üblichen Vergasungsstoffdurchsatz von ca. 12 t/h und Fest­ bettdruckvergasungsreaktor erfolgt das Einbringen der pastösen, staubförmigen und feinkörnigen Abfälle als Anteil bis zu ca. 33% von der dem Festbettdruckver­ gasungsprozess über die Eintragsschleuse eingebrachten Abfällen und kohlen­ stoffhaltigen Vergasungsstoffen. Die Rohrleitungen sind mit Spül- und Entleerungs­ stutzen ausgerüstet, die eine Spülung des Rohrleitungssystems zu Reparatur­ zwecken in ein geschlossenes Behältersystem ermöglicht. The solids pump is equipped with a frequency converter, with whose help Power adjustments are made depending on the reactor power can. The feed device including the solids pump is from the silo system up to the nozzle in the fixed bed pressure gasification reactor twice, cheaper three times designed, whereby the nozzles are offset by 180 ° or 120 ° depending on the design. Through over and under, as well as offset sideways to the feed pipe ordered temperature measurements, the gasification process is monitored and the Feeding of pasty, dusty and fine-grained waste from approx. 1 to 4 t / h controlled. With a normal gasification throughput of approx. 12 t / h and solid bed-pressure gasification reactor, the pasty, dusty and fine-grained waste as a proportion up to approx. 33% of that of the fixed bed printing Gassing process waste and coal brought in via the entry lock gasification substances containing substances. The pipes are with flushing and emptying fitting equipped, which a rinsing of the piping system for repair enables purposes in a closed container system.  

Die Vorteile dieser Lösung liegen darin, dass
The advantages of this solution are that

  • - auch bei Reaktorfahrweise mit abgesenkter Vergasungsstoffschüttung eine Verwertung kohlenstoffhaltiger pastöser, staubförmiger und feinkörniger Abfall­ stoffe, insbesondere Sonderabfallstoffe, im geschlossenen System möglich ist,- Even if the reactor is operated with a lower gasification charge Utilization of carbon-containing pasty, dusty and fine-grained waste substances, especially hazardous waste, is possible in a closed system,
  • - der Vergasung keine aufwendigen zusätzlichen Aufbereitungsstufen vorge­ schaltet werden müssen,- the gasification no elaborate additional preparation stages need to be switched
  • - die zu vergasenden pastösen, staubförmigen und feinkörnigen Abfallstoffe einzeln oder im Gemisch direkt der Vergasungszone des Reaktors im Bereich der höchsten Vergasungstemperaturen zugeführt werden können,- The pasty, dusty and fine-grained waste materials to be gasified individually or in a mixture in the gasification zone of the reactor in the area the highest gasification temperatures can be supplied,
  • - eine dosierte Zuführung entsprechend der gefahrenen Reaktorleistung möglich ist.- A metered feed possible according to the reactor power is.

Die erfindungsgemäße Lösung soll im Folgenden anhand der zugehörigen Fig. 1 näher erläutert werden.The solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the associated FIG. 1.

Mittels Straßenfahrzeugen 1 wird ein feinkörniger Abfallstoff angeliefert, mit welchem die Siloanlage 3 befüllt wird. Die Siloanlage 3 ist mit Inertgas 4 beflutet und mit einer Inertgas- und Luftreinigungsanlage ausgerüstet. Die Entleerung der Siloanlage 3 erfolgt über eine Zellenradschleuse 5 in eine Unterdruckleitung, die das Austragsgut einer Feststoffpumpe 7 zuführt. Zwischen der Zellenradschleuse 5 und der Feststoffpumpe 7 ist eine Gleitmittelstrecke 6 zwischengeschaltet, die der Verbesserung des Gleitvermögens des Austragsgutes aus der Siloanlage 3 gegebenenfalls durch Zusatz von zusätzlichen Gleitmitteln, die auch Abfallstoffe sein können, dient. Die Feststoffpumpe 7 fördert das Gut unter einem Druck, der mindestens dem Prozessdruck in der Vergasungsanlage von 25 bar (Ü) entspricht, in die Vergasungszone 9 des Festbettdruckvergasers. Die Zufuhr des zu ver­ gasenden Gutes in die Vergasungszone 9 erfolgt über die Druckleitung 8. Alle Rohr­ leitungen des Systems sind mit entsprechenden Sicherheitseinrichtungen ausge­ stattet. Der Feststoffpumpe 7 ist ein Frequenzumformer zugeordnet, mit dessen Hilfe Leistungsanpassungen je nach gefahrener Reaktorleistung vorgenommen werden. Aus Sicherheitsgründen ist ein Zweipumpenbetrieb installiert.A fine-grained waste material is supplied by means of road vehicles 1 , with which the silo system 3 is filled. The silo system 3 is flooded with inert gas 4 and equipped with an inert gas and air purification system. The silo system 3 is emptied via a cellular wheel sluice 5 into a vacuum line which feeds the material to be discharged to a solids pump 7 . A lubricant section 6 is interposed between the cellular wheel sluice 5 and the solids pump 7 , which serves to improve the lubricity of the discharge material from the silo system 3, if appropriate by adding additional lubricants, which can also be waste materials. The solids pump 7 conveys the material into the gasification zone 9 of the fixed-bed pressure gasifier under a pressure which corresponds at least to the process pressure in the gasification system of 25 bar (g). The supply of the gas to be gasified ver into the gasification zone 9 takes place via the pressure line 8 . All pipes in the system are equipped with appropriate safety devices. A solid-state pump 7 is assigned a frequency converter, with the aid of which power adjustments are made depending on the reactor power being operated. A two-pump operation is installed for safety reasons.

Claims (4)

1. Verfahren zur Verwertung kohlenstoffhaltiger pastöser, staubförmiger und feinkörniger Abfälle in Festbettdruckvergasungsreaktoren, wobei diese Fest­ bettdruckvergasungsreaktoren auf herkömmliche Art von oben mit festen Abfall­ stoffen oder Gemischen von festen Abfallstoffen und anderen festen kohlenstoff­ haltigen Stoffen beschickt werden, gekennzeichnet dadurch, dass zusätzlich kohlenstoffhaltige pastöse, staubförmige und feinkörnige Abfälle mit einer Korngröße zwischen 0 und 4 mm einzeln oder im Gemisch aus diesen Stoffen direkt der Vergasungszone des Festbettdruckvergasungsreaktors im Bereich der höchsten Temperaturen zugeführt werden und dort zusammen mit den festen Abfallstoffen oder dem Gemisch von festen Abfallstoffen und anderen kohlen­ stoffhaltigen Stoffen vergast werden, und dass der Anteil der zusätzlich zuge­ führten kohlenstoffhaltigen pastösen, staubförmigen und feinkörnigen Abfällen bis zu 33% der gesamten Vergasungsstoffmenge betragen kann.1. A process for recycling carbon-containing pasty, dust-like and fine-grained wastes in fixed-bed pressure gasification reactors, these fixed-bed pressure gasification reactors being charged in the conventional manner from above with solid waste substances or mixtures of solid waste materials and other solid carbon-containing substances, characterized in that additionally carbon-containing pasty, dusty and fine-grained wastes with a grain size between 0 and 4 mm individually or in a mixture of these substances are fed directly to the gasification zone of the fixed-bed pressure gasification reactor in the area of the highest temperatures and gasified there together with the solid waste materials or the mixture of solid waste materials and other carbon-containing substances be, and that the proportion of additionally fed carbon-containing pasty, dusty and fine-grained waste can be up to 33% of the total amount of gasification. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich zugeführten kohlenstoffhaltigen pastösen, staubförmigen und feinkörnigen Abfälle einzeln oder im Gemisch in einer Siloanlage gestapelt werden, von dort über Sicherheitsaustragseinrichtungen über ein Rohrsystem, in das eine Gleit­ mittelstrecke installiert ist, einer Feststoffpumpe zugeführt werden, die die ge­ nannten Abfälle unter Prozessdruck über weitere Druckleitungen direkt der Vergasungszone des Festbettdruckvergasungsreaktors zuführt.2. The method according to claim 1, characterized in that the additional fed carbon-containing pasty, dusty and fine-grained Waste can be stacked individually or in a mixture in a silo system, from there via safety discharge devices via a pipe system into which a sliding medium distance is installed, a solids pump, the ge named waste under process pressure via further pressure lines directly to the Gasification zone of the fixed bed pressure gasification reactor supplies. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der kohlenstoffhaltigen pastösen, staubförmigen und feinkörnigen Abfälle vor­ teilhafterweise über zwei um 180° oder drei um 120° versetzt am Reaktorum­ fang angeordnete Zuführungsstutzen erfolgt.
  • - 
3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the supply of the carbon-containing pasty, dusty and fine-grained wastes takes place before geous enough over two by 180 ° or three 120 ° offset arranged on the reactor inlet supply nozzle.
  • -
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der zusätzlich zugeführten Abfallmenge an kohlenstoffhaltigen pastösen, staub­ förmigen und feinkörnigen Abfällen durch Temperaturmessungen am Festbett­ druckvergasungsreaktor und einen Frequenzumformer, der mit der Feststoff­ pumpe verbunden ist, erfolgt.4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the control the additionally added amount of waste of carbon-containing pasty, dust shaped and fine-grained waste through temperature measurements on the fixed bed pressure gasification reactor and a frequency converter that works with the solid pump is connected.
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