DE102006017353A1

DE102006017353A1 - Verfahren und Vorrichtung zur prozessintegrierten heißen Gasreinigung von Staub- und gasförmigen Inhaltsstoffen eines Synthesegases

Info

Publication number: DE102006017353A1
Application number: DE102006017353A
Authority: DE
Inventors: Oliver Neumann
Original assignee: SPOT SPIRIT OF TECHNOLOGY AG
Current assignee: ANTAN INVESTMENT GMBH, DE
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-18
Also published as: US20090056537A1; EP2007854A1; WO2007118736A1

Abstract

Verfahren zur prozessintegrierten Gasreinigung eines Synthesegases, umfassend die folgenden Schritte: - Vergasen der Einsatzstoffe in einem Reaktor durch die Verwendung von Impulsbrennern; - Zugabe von Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von schwefelhaltigen Gaskomponenten, um eine in situ-Entfernung zu erreichen; - Abscheidung von Staubanteilen im Synthesegas in der nachgeschalteten Gasstrecke; - Zurückführung der abgeschiedenen Staubanteile in den Reaktor.

Description

Gebiet der Erfindung:
Die Entwicklung thermischer Vergasungsverfahren hat im Wesentlichen drei unterschiedliche Vergasertypen hervorgebracht, den Flugstromvergaser, den Festbettvergaser und den Wirbelschichtvergaser
Für die kommerzielle Vergasung von Biomassen wurden in erster Linie der Festbettvergaser und der Wirbelschichtvergaser weiterentwickelt.
Von den vielen unterschiedlichen technischen Ansätzen im Bereich der Festbettvergasung sei an dieser Stelle das Carbo-V-Verfahren exemplarisch dargestellt.
Literatur für Wirbelschichtvergasung die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: „High-Temperature Winkler Gasification of Municipal Solid Waste"; Wolfgang Adlhoch, Rheinbraun AG, Hisaaki Sumitomo Heavy Industries, Ltd., Joachim Wolff, Karsten Radtke (speaker), Krupp Uhde GmbH; Gasification Technology Conference; San Francisco, California, USA; Oktober 8-11, 2000; Conference Proceedings
Literatur für Zirkulierende Wirbelschicht im Verbundsystem die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: „Dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung auf Basis Biomasse-Vergasung"; R. Rauch, H. Hofbauer; Vortrag Uni Leipzig 2004. „Zirkulierende Wirbelschicht, Vergasung mit Luft Operation Experience with CfB – Technology for Waste Utilisation at a Cement Production Plant" R. Wirthwein, P. Scur, K. -F. Scharf – Rüdersdorfer Zement GmbH, H. Hirschfelder – Lurgi Energie und Entsorgungs GmbH; 7th. International Conference on Circulating Fluidized Bed Technologies; Niagara Falls Mai 2002.
Literatur für Kombination Festbett (Drehrohr) die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: 30 MV Carbo V Biomass Gasifier for Municipal CHP; The CHP Project for the City of Aachen Matthias Rudloff; Vortrag Paris Oktober 2005
Literatur für Kombination für die Festbettvergasung (chlackeabstichvergaser) die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: Operation Results of the BGL Gasifier at Schwarze Pumpe Dr. Hans-Joachim Sander SVZ; Dr. Georg Daradimos, Hansjobst Hirschfelder Envirotherm; Gasification Technologies 2003; San Francisco California; October 12-15 2003; Conference Proceedings
Bei dem Carbo-V-Verfahren findet die Vergasung in zwei Stufen statt. Zunächst wird die Biomasse bei 500°C in ihre flüchtigen und festen Bestandteile aufgespalten. Es entsteht ein teerhaltiges Gas und zusätzlich "Holzkohle". Das Gas wird bei Temperaturen von mehr als 1200°C verbrannt, wobei die Teere in CO2 und H2 zerfallen. Mit dem heißen Rauchgas und der Holzkohle wird anschließend ein CO- und H2-haltiges Produktgas erzeugt.
Aufgrund des hohen technischen und ökonomischen Aufwandes, bedingt durch das hohe Druckniveau (bis 40 bar), sind diese Vergasertypen für die Vergasung von Biomasse (die regional anfällt und bedeutenden Einfluss auf die Kosten für Logistik und Verarbeitung hat) gänzlich ungeeignet.
Die Wirbelschichtvergaser lassen sich in zwei Verfahren unterteilen, die sich in der Aufwärmung des Wirbelbettes unterscheiden, den Zirkulierenden Wirbelschichtvergaser und den stationären Wirbelschichtvergaser.
Literatur für Enstschwefelung in einer Wirbelschichtvergasung die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: Gasification of Lignite and Wood in the Lurgi Circulating Fluidized Be Gasifier; Research Project 2656-3; Final Report, August 1988, P. Mehrling, H. Vierrath; LURGI GmbH; for Electric Power Research Institute Palo Alto Californic: ZWS-Druckvergasung im Kombiblock Schlußbericht BMFT FB 03 E 6384-A; P. Mehrling LURGI GmbH; Bewag
In Güssing (Österreich) wurde Anfang 2002 eine allotherme, zirkulierende Wirbelschicht-Vergasungsanlage in Betrieb genommen. Die Biomasse wird in einer Wirbelschicht mit Dampf als Oxidationsmittel vergast. Zur Wärmebereitstellung für den Vergasungsprozess wird ein Teil der in der Wirbelschichtentstehenden Holzkohle in einer zweiten Wirbelschicht verbrannt. Durch die Vergasung unter Dampf wird ein Produktgas erzeugt. Nachteilig wirken sich die hohen Anschaffungskosten der Anlagentechnik und ein überhöhter Aufwand für die Prozessregelung aus.
Eines der wesentlichen Probleme bei allen Ansätzen ist die Reinigung der Abgase.
Überblick über die Erfindung:
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren und Vorrichtung zur prozessintegrierten heißen Gasreinigung von staub- und gasförmigen Inhaltsstoffen eines Synthesegases, die bei der Vergasung entstehen, insbesondere bei der Vergasung von Biomasse.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Kein bekanntes anderes Verfahren ist in der Lage, ein hochwertiges Synthesegas zu konkurrenzlos niedrigen Preisen – als Ergebnis verhältnismäßig geringer Investitionen – unter der Vorgabe von CO2-Reduktion herzustellen bzw. dieses einer energetischen Nutzung zuzuführen und dieses gleichzeitig – nach entsprechender Kühlung und Reinigung – als Brennstoff zu verarbeiten.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Biomasse ebenfalls in einer Wirbelschicht mit Dampf als Oxidations- und Fluidisiermedium vergast. Allerdings handelt es sich hier um eine stationäre Wirbelschicht mit zwei eigens entwickelten Impulsbrennern, die einen indirekten Wärmeeintrag in das im Reaktor befindliche Wirbelbett ermöglichen.
Der Vorteil im Vergleich zum Festbettvergaser und zur zirkulierenden Wirbelschicht ist das Fehlen ausgeprägter Temperatur- und Reaktionszonen. Die Wirbelschicht besteht aus einem inertem Bettmaterial. Dadurch wird ein gleichzeitiger Ablauf der einzelnen Teilreaktionen und eine homogene Temperatur (ca. 800°C) gewährleistet. Das Verfahren ist nahezu drucklos (bis max. 0,5 bar) und ist somit technisch problemlos umsetzbar. Es zeichnet sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit aus. Die Anschaffungskosten liegen unter den vorgenannten Vergasertypen.
Ausgangspunkt für eine weitergehende Nutzung als Treibstoff ist das mittelkalorische Gas aus der Bio-Synthesegasanlage (auf der Basis nachwachsender Rohstoffe), das nach der Entstaubung und dem Auswaschen kondensierbarer Kohlenwasserstoffe (ÖL-Quench) über einen Turboverdichter auf ca. 20 bar verdichtet und durch die folgenden Prozessschritte veredelt werden kann:

– Gasreinigung und CO2-Entfernung über eine Rectisol-Anlage
– Optimierung des Verhältnisses H2 zu CO über das Shift-Verfahren
– Fischer-Tropsch-Synthese
– Abgabe an einen favorisierten Hydro-Cracker/Produktion Diesel mit höchstem Cetan.

Als Ergebnis bleibt festzuhalten, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf der Grundlage des Synthesegases in der Lage ist, aus 100 to Biomasse 23 to hochwertigen Treibstoff herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen bedingen eine Reinigung des erzeugten Synthesegases, um dieses in den eigens entwickelten Impulsbrennern (einschließlich Pilotbrenner) energetisch umzusetzen. Das System basiert auf der „In-Situ-Entfernung" der gasförmigen Schadstoffe im Reaktionsraum des Dampfumwandlers oder unmittelbar in der entsprechenden Gasstrecke.
Die aus dem Produktgas zu entfernenden Schadstoffkomponenten (Schwefel-) werden beim Vergasungsprozess direkt freigesetzt. Wesentlicher Bestandteil des vorliegend beschriebenen Verfahrens ist die direkte chemisch Bindung dieser mit den aus den Einsatzstoffen freigesetzten Komponenten durch die Zufügung des Adsorbens in den Vergasungsreaktor. Diese unmittel bare Adsorbtion sofort nach Freisetzung der Schadstoffkomponenten wird als „In-Situ" Gasreinigung (im Falle der Entfernung schwefelhaltiger Komponenten als Entschwefelung) bezeichnet. Die fragliche Schwefelkomponente wird damit direkt am Ort der Entstehung, d.h. in der Reaktionszone der Vergasung mittels des Additivs (praktisch während der Entstehung) adsorbiert, der Schwefel (bzw. die Homologen Selen und Telur) reagieren dabei zu den Sulfiden, Seleniden und Teluriden. Diese Verfahrensweise ist aus Anwendungen in Verbrennungsprozessen und ähnlichen Vergasungsverfahren bekannt (Lit.: 6; 7). Ähnliche Prozesse sind für andere Verbrennungen und Vergasungen in der Literatur beschrieben worden.
n einem ersten Schritt ist das Ziel, die schwefelhaltigen Gaskomponenten (in der Hauptsache H2S) mit Hilfe von Zuschlagsmaterialien wie Kalkstein, Dolomit oder ähnlichen aufbereiteten beziehungsweise natürlich vorkommende Zuschlagsstoffen zu entfernen.
Neben der Entfernung schwefelhaltiger Komponenten lässt sich diese Methode auch anwenden für die den Schwefel begleitenden Stoffe der gleichen Hauptgruppe des Periodensystems Se (Selen) und Te (Telur).
Untersuchungen an diesen Verfahren zeigen, dass bei den im Dampfspalter vorherrschenden Reaktionstemperaturen auf Grund der thermodynamischen Stabilität die Schadstoffe Schwefel, Telur Selen mit hoher Effizient direkt abgeschieden werden, während die Adsorption von Chlor einmal reaktivere Adsorbentien verlangt und eine Anpassung an die Reaktionstemperaturen. Die gasförmigen sich bei der Umsetzung der Einsatzstoffe bildenden (In Situ) Schadstoffkomponenten werden an den Feststoffpartikeln der Adsorbentien in Form einer Zweiphasenreaktion (Gas-Feststoff) durch Konvektion und Diffusion der Schadstoff an das Adsorbenspartikel transportiert und reagieren dort zu einem thermodynamisch stabilen Salz. Diese Partikeln werden mit der Asche ausgeschleust oder zum Teil in den im Gasweg nachgeschalteten Gasreinigungsstufen, insbesondere im Multizyklon und den Sintermetall-Feinfiltern abgeschieden und dort selektiv ausgeschleust.
Im zweiten Schritt ist das Ziel, die Absorption respektive Entfernung von Chlor, das als Chlor Radikal vorliegt und aus organischen Chlorverbindungen stammt. Andere Chlorverbindungen (z.B. die Chlorsalze Chloride) sind im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens weniger relevant.
Das Verfahren lässt sich auf die Gruppe der Halogene (Cl, J, Br, F) entsprechend der thermodynamischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten ausweiten.
Die Absorbentien oder Reaktanten werden prozesstechnisch an der für die jeweilige Aufgabe geeignetsten Stelle eingebracht. Neben einer direkten Aufgabe entweder als Zuschlag zum Einsatzstoff oder der direkten Dosierung in den Dampfumwandler ist die Eindüsung in den externen Zyklon zielführend, insbesondere um für den Fall der Chlorabsorption geeignete Reaktionsbedingungen vorzufinden.
Generell erfolgt die Regelung der Dosierung von Additiven entweder über eine Verhältnisregelung mit variablem Verhältnis zwischen Einsatzstoff und Additiv oder über eine Trimm-Back-Regelung, wobei die Führungsgröße die im Synthesegas gemessene Schadstoffkonzentration reflektiert.
Die Abscheidung der Staubanteile als weiterer Schritt im Synthesegas stellt besondere Anforderungen an die Abscheidung des extrem feinen, hoch kohlenstoffhaltigen Staubes. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nach Zwischenkühlung auf Temperaturen zwischen 150 und 700°C (oberhalb des Taupunktes des Synthesegases) die Entstaubung in einem Multizyklon und einer nachgeschalteten Batterie von Sintermetallfiltern.
Diese Gasreinigungsstufe (Entstaubung) besteht aus einem Multizyklon als Vorreingungsstufe und nachgeschaltet einer Filtereinheit. Der Multizyklon besteht aus einer Batterie von kleinen Zyklonen, die in einem Gehäuse auf einer Trägerplatte befestigt sind. Das eintretende Produktgas (das Staub und Adsorbens enthält), verteilt sich entsprechend der Strömungswiderstände nahezu gleichmäßig auf die einzelnen Elemente des Multizyklons. In diesen Elementen erfolgt die Abrennung eines Teilstrom des Staubes (zusammen mit dem Adsorbens). Das Gas verlässt den Apparat, der Staub sammelt sich zusammen mit dem ebenfalls abgeschiednen Adsorbens im Trichter des Apparates, von wo aus die abgeschiednen Substanzen ausgeschleust werden.
Die zweite Stufe diese heißen Gasreinigung und Entstaubung besteht aus Feinfiltern mit Sintermetallkerzen. An diesen bildet sich an den Kerzen von den in der Multizyklonstufe nicht abgeschiedenen Staub- und beladenen Adsorbensanteilen ein Filterkuchen, der neben der Staubabscheidung insbesondere im Falle der Abscheidung von Chlor – haltigen Schadstoffen ohne deutliche Erhöhung der Schadstoffadsorption bewirkt. Außerdem besteht die Möglichkeit nochmals gezielt Adsorbens in diesen Bereich zu dosieren. Schichtdicke und die niedrige Durchströmungsgeschwindigkeit des Kuchens sind dabei wesentliche Parameter.
Figuren Beschreibung:
Die Figur dient zur Beschreibung de Ablaufs des Verfahrens und zum besseren Verständnis der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform.
1 zeigt die Reinigungsstufen in einem Vergaser, der mit Impulsbrennern betrieben wird.
Bevorzugte Ausführungsform:
Die 1 zeigt einen Vergaser 11 mit Impulsbrennern 12, die im mittleren Bereich des Vergasers 11 angeordnet sind, um in diesem Bereich eine Wirbelschicht bzw. ein Wirbelbett zu bilden, die vorzugsweise stationär ausgebildet sind. Die Anzahl der Impulsbrenner ist variabel bestimmbar. Es sind sowohl einer als auch zwei oder mehr denkbar.
In den Vergaser wird Dampf als Oxidations- und Fluidisiermedium 13 eingeleitet. Andere Fluidisiermedium, wie Syngas oder CO2 sind ebenfalls denkbar. Ferner werden Einsatzstoffe 14 im Bereich der Impulsbrenner 12 eingeführt. Diese Einsatzstoffe können Biomasse und andere Stoffe sein wie. Braunkohle oder Sekundärrohstoffe (wie Siedlungsabfälle, Klarschlämme, Abfälle aus der Nahrungsmittelindustrie etc.. Die Biomasse wird in der Wirbelschicht, die aus inertem Bettmaterial besteht, im Bereich von ca. 800°C vergast.
Die Impulsbrenner werden mit Q(pkt) betrieben Q (pkt) bedeutet Wärmestrom und meint die Reaktionsenthalphie (d.h. den Heizwert) des eingesetzten Brenngases. Als Brenngas kann neben dem im Reformer hergestellten Synthesegas (Produktgas) die verschiedensten Brenngasströme (von Propan bis Erdgas und ähnliche Gase) eingesetzt werden, so dass sich insbesondere in einem Anlagenverbund dieser Impulsbrenner für die Verbrennung sogenannter Off-Gase, die sozusagen als Nebenprodukte bei Synthesen wie der Methanolsynthese entstehen, eingesetzt werden kann und somit zur Wirkungsgradsteigerung einer Gesamtanlage beiträgt.
Dieses Brenngas kommt im Regelbetrieb als Zweig aus der Eigenproduktion, das ist die Veredlung der Biomasse zu einem neuen Produkt Heizgas (mittelkalorisches)
Für einen ersten Reinigungsschritt zur Entfernung von schwefelhaltigen Gaskomponenten, vorzugsweise H₂S, werden den Einsatzstoffen 14 Additive beigefügt, diese können Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit oder ähnliches sein. Diese werden unmittelbar im Bereich 1 der Impulsbrenner bzw. in das Wirbelbett eingefügt oder mit dem Einsatzstoff vermischt bevor sie in das Wirbelbett eingeführt werden. Alternativ können sie auch direkt in den Reaktor in Form von Kalziumkarbonat, Kalkstein, Kalziumhydroxid oder ähnlichem eingeführt werden 2. Hierbei wird das Additiv vorzugsweise direkt im oberen Bereich des Reaktors eingefügt.
In einem weiteren Schritt erfolgt eine Absorption bzw. Entfernung von Chlor, das als Chlor Radikal vorliegt und in der Regel aus organischen Chlorverbindungen stammt durch weitere Additive. Bei diesen weiteren Additiven handelt es sich vorzugsweise um Kalkhydrat oder ähnlichem. Diese Additive 3, 4 werden vorzugsweise in den Staubabscheider 17 oder den Multi-Zyklon eingedüst. Es ist natürlich auch denkbar, diese direkt in den Reaktor 11 einzudüsen oder in die Einsatzstoffe 14 beizugeben.
Die Steuerung oder Regelung der Zugabe der Additive erfolgt entweder über eine Verhältnisreglung mit variablem Verhältnis zwischen Einsatzstoff und Additiv oder über ein Trimm-Back-Regelung, wobei über Sensoren Führungsgrößen im Synthesegas gemessen werden, durch die dann ein Rückschluss auf die Schadstoffe gemacht werden kann.
In einem weiteren Schritt erfolgt eine Abscheidung der Staubanteile. Hierbei werden unterschiedliche Filter und Abscheider hintereinander geschaltet. Ihre Rückstände werden wiederum in den Reaktor zurückgeführt. Die Rückführung kann dabei an unterschiedlichen Stellen erfolgen. Unterhalb der Impulsbrenner, oberhalb der Impulsbrenner oder direkt in das Bett der Brenner. Bevorzugt werden Zyklone 17 und Multi-Zyklone 18 eingesetzt, sowie Filter, insbesondere Fein-Filter 19, die als eine nachgeschaltete Batterie von Sintermetallfiltern ausgebildet sein können. In einem ersten Schritt wird ein Zyklon 17 nachgeschaltet, wobei über eine Staubabscheidung 21 eine Rückführung unterhalb oder oberhalb der Impulsbrenner erfolgen kann.
Danach erfolgt eine Zwischenkühlung in einem Kühler 22 auf Temperaturen zwischen 150 und 700°C (oberhalb des Taupunktes des Synthesegases), um dann gekühlt in einen Multizyklon gereinigt zu werden.
Die Additive Kalkhydrat oder ähnliches können sowohl im Zyklon 17 als auch im Multizyklon 18 zugeführt werden.
Danach wird das Synthesegas parallel oder seriell einer Reihe von Feinfiltern 19 zugeführt.
Die Rückstände der Feinfilter und des Multizyklons werden in einem Staubabscheider 21 aufgefangen und wieder dem Reaktor an unterschiedlichen Stellen, wie bereits oben beschrieben wurde, zugeführt. So kann der abgeschiedene Staub oberhalb oder unterhalb der Impulsbrenner zugeführt werden.

1: Additive Aufgabe zusammen mit Einsatzstoff
2: Additive Aufgabe direkt in den Reaktor
3: Additive Aufgabe in H "Heiß"-Zyklon
4: Additiv-Aufgabe in Multizyklon
A: Additiv Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit oder ähnliches
B: Additiv Kalziumkarbonat, Kalkstein, Kalziumhydroxid oder ähnliches
C, C*: Additiv Kalkhydrat oder ähnliches
11: Reaktor, Vergaser
12: Impulsbrenner
13: Fluidisiermedium
14: Einsatzstoffe
15: Additive
16: Q(pkt)
17: Zyklon
18: Multi-Zyklon
19: Fein-Filter
20: Staubabscheider
21: Staubabscheider
22: Kühler/Wärmetauscher

Claims

Verfahren zur prozessintegrierten Gasreinigung eines Synthesegases, umfassend die folgenden Schritte: – Vergasen der Einsatzstoffe in einem Reaktor durch die Verwendung von Impulsbrennern; – Zugabe von Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von schwefelhaltigen Gaskomponenten, um eine In-Situ-Entfernung zu erreichen; – Abscheidung von Staubanteilen im Synthesegas in der nachgeschalteten Gasstrecke; – Zurückführung der abgeschiedenen Staubanteile in den Reaktor.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend einen weiteren Schritt, bei dem die Zugabe von Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von Chlor erfolgt.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Additive zur Entfernung von Chlor in einem oder mehreren nachgeschalteten Zyklonen beigefügt werden.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Additive sowohl in einem Zyklon eingeführt werden, bei dem das Synthesegas noch nicht wesentlich abgekühlt ist, und als auch in einen zweiten Zyklon eingeführt werden, nach dem das Synthesegas abgekühlt wurde.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Zwischenkühlung in einem Kühler auf Temperaturen zwischen 150 und 700°C, insbesondere oberhalb des Taupunktes des Synthesegases, erfolgt.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Chlor durch Einspritzen von Kalkhydrat oder ähnlichen Stoffen als Additiv entfernt wird.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schwefelhaltigen Gaskomponenten mit Additiven umfassend einem oder mehreren der folgenden: Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit, Kalziumhydroxid ähnlichen Stoffen entfernt werden.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Additiven zum Entfernen der schwefelhaltigen Gaskomponenten an einer oder mehreren der folgenden Stellen beigefügt werden: Zum Einsatzstoff, direkt in den Bereich des Impulsbrenners, oberhalb der Impulsbrenners.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei im mittleren Bereich des Reaktors mindestens ein Impulsbrenner angeordnet ist, um in diesem Bereich ein Wirbelbett zu bilden, das vorzugsweise stationär ausgebildet ist.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der Staubanteile durch hintereinander geschaltete Zyklone oder Multi-Zyklone und Feinfilter erfolgt, deren Rückstände vorzugsweise über eine Staubabscheidung in den Reaktor zurückgeführt werden.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zwischen der Reinigung in den Zyklonen eine Kühlung des Synthesegases erfolgt.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückführung der abgeschiedenen Staubanteile an einer oder mehreren Stellen im Reaktor erfolgt umfassend: Unterhalb des Impulsbrenners, oberhalb des Impulsbrenners oder direkt in das Bett des Impulsbrenners.
Vorrichtung zur prozessintegrierten Gasreinigung eines Synthesegases, umfassend die folgende Komponenten: – Reaktor mit mindestens einem Impulsbrenner, indem Einsatzstoffe vergast werden; – Zuführmittel für Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von schwefelhaltigen Gaskomponenten, um eine In-Situ-Entfernung zu erreichen; – Abscheider in der nachfolgenden Gasstrecke zur Abscheidung von Staubanteilen im Synthesegas; – Zurückführmittel zum Zurückführen der abgeschiedenen Staubanteile in den Reaktor.
Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend Zuführmittel für die Zugabe von Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von Chlor erfolgt.
Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zuführmittel so angeordnet sind, dass die Additive zur Entfernung von Chlor in einem oder mehreren nachgeschalteten Zyklonen beigefügt werden.
Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Kühlvorrichtung zwischen zwei Zyklonen angeordnet ist, so dass die Additive sowohl in einem Zyklon eingeführt werden, bei dem das Synthesegas noch nicht wesentlich abgekühlt ist, und als auch in einen zweiten Zyklon eingeführt werden, nach dem das Synthesegas abgekühlt wurde.
Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kühlvorrichtung eine Zwischenkühlung auf Temperaturen zwischen 150 und 700°C, insbesondere oberhalb des Taupunktes des Synthesegases, durchführt.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zuführmittel Kalkhydrat oder ähnlichen Stoffen als Additiv einspritzt, um Chlor zu entfernen.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zuführmittel Additive zum Entfernen der schwefelhaltigen Gaskomponenten umfassend einem oder mehreren der folgenden: Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit, Kalziumhydroxid ähnlichen Stoffen, einführt.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zuführmittel Additive zum Entfernen der schwefelhaltigen Gaskomponenten an einer oder mehreren der folgenden Stellen angeordnet ist: Im Bereich der Einführung des Einsatzstoffes, direkt in dem Bereich des Impulsbrenners, oberhalb der Impulsbrenners.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei im mittleren Bereich des Reaktors mindestens ein, vorzugsweise mehrere Impulsbrenner angeordnet sind, um in diesem Bereich ein Wirbelbett zu bilden, das vorzugsweise stationär ausgebildet ist.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der Staubanteile durch hintereinander geschaltete Zyklone oder Multi-Zyklone und Feinfilter erfolgt, deren Rückstände vorzugsweise über eine Staubabscheidung in den Reaktor zurückgeführt werden.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel vorhanden sind, um eine Rückführung der abgeschiedenen Staubanteile an einer oder mehreren Stellen im Reaktor erfolgen zu lassen umfassend: Unterhalb des Impulsbrenners, oberhalb des Impulsbrenners oder direkt in das Bett des Impulsbrenners.