DE102007046260A1

DE102007046260A1 - Verfahren zur Reinigung des Rohgases aus einer Feststoffvergasung

Info

Publication number: DE102007046260A1
Application number: DE102007046260A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr. Kowoll
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-04-09
Also published as: KR20100063812A; ZA201000342B; CA2694584A1; AU2008306154A1; AU2008306154B9; AU2008306154B2; EP2193184A1; BRPI0817286A2; CN101802143A; US20100311847A1; RU2010116168A; WO2009043540A4; US20140044601A1; KR101566335B1; CA2734601C; WO2009043540A1; RU2466179C2; CA2734601A1; US8529792B2; CN101802143B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung und Reinigung eines Synthesegases aus einem festen kohlenstoffhaltigen Brennstoff durch eine Kohlevergasungsreaktion, wobei der Brennstoff direkt nach der Herstellung mit einem Quenchmedium zur Abführung der hohen inneren Energie gemischt wird und noch in dem Mischraum oder hinter dem Mischraum mit einer festen basischen Erdalkalimetallverbindung oder eine übergangsmetallhaltige Verbindung umfassenden Sorptionsmittel in Kod aus der Vergasungsreaktion stammenden sauren oder basischen oder schwefelhaltigen oder halogenhaltigen Bestandteile absorbiert werden und sich hinter der Zugabevorrichtung für das Sorptionsmittel eine feststoffabschneidende Vorrichtung befindet, mit der die festen oder verfestigten Bestandteile aus dem System ausgeschleust werden und das basische und übergangsmetallhaltige Sorptionsmittel im Gemisch oder nach einer Abtrennung von den Asche- und Schlackebestandteilen regeneriert werden und in den Prozess zurückgeführt werden kann, so dass man zur Reinigung des Synthesgases auf ein energieintensives Herunterkühlen des Synthesegases verzichten kann und dieses so gereinigte Synthesgas in einem Folgeprozess ohne weiteres Aufheizen verwenden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines staubhaltigen Gases, das in einer Vergasungsreaktion aus festen kohlenstoffhaltigen Materialien durch Umsetzung mit einem sauerstoff- oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas bei erhöhter Temperatur hergestellt wird, wobei man ein Synthesegas erhält, das überwiegend aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht und der eigentliche Reinigungsschritt durch Zugabe eines festen Sorptionsmittels in den heißen Gasstrom unmittelbar nach der Herstellung erfolgt. Das so gereinigte erhaltene Gas wird für chemische Synthesen, für die Wasserstoffgewinnung und für die Herstellung von Metallen aus Metallerzen durch das Direktreduktionsverfahren eingesetzt.
Die Herstellung des Synthesegases erfolgt üblicherweise bei einer Temperatur von 1200 bis 2500°C in einem hierfür geeigneten Reaktor. Hierfür existieren mehrere Bauarten und Ausführungsformen. Üblicherweise gibt man das feste kohlenstoffhaltige Material in ein Reaktionsgefäß, das mit Zuführungseinrichtungen für den Brennstoff und das sauerstoffhaltige Reaktionsgas ausgestattet ist. Bei der Vergasungsreaktion entstehen in einer chemischen Reaktion das Nutzgas und feste Begleitstoffe, die je nach Zusammensetzung des Brennstoffes in der Regel aus Asche oder Schlacke bestehen. In einer besonders vorteilhaften Ausführung des Reaktionsgefäßes können das Nutzgas und die festen Begleitstoffe den Reaktor durch getrennte Reaktionsführungen verlassen. Das erhaltene Nutzgas führt dann noch geringere Mengen fester und verflüssigter Begleitstoffe mit sich.
Das Nutzgas wird aus dem Reaktor ausgeführt und in einen Reaktionsraum geleitet, wo es zur Abführung der hohen inneren Energie mit kälterem Gas vermischt und heruntergekühlt wird. Dieser Prozess wird auch als Quenchprozess bezeichnet. Dies kann in verschiedener Art und Weise geschehen. Üblich sind dabei Vorrichtungen, in denen das Nutzgas in einen vom Reaktor abwärts oder aufwärts gerichteten Reaktionsraum, auch Quenchraum genannt, zum Vermischen mit dem kälteren Gas geleitet und mit dem Gas vermischt wird. Bei diesem Prozess verfestigen sich die darin enthaltenen verflüssigten Schlackepartikel und werden mit dem Nutzgas in Form von Schlackepartikeln weitergeführt. Nach dem Quenchprozess wird das erhaltene Synthesegas weiter gereinigt, wobei der Reinigungsprozess je nach Anwendung des Synthesegases unterschiedlich geartet sein kann.
Bei der Herstellung von Synthesegas erhält man ein Gas, das im Wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht, aber auch aus begleitenden Schadstoffen. Viele der Begleitstoffe besitzen basischen oder sauren Charakter und wirken korrosiv. Da die Schadstoffe für viele Zwecke der Weiterverwendung stören, müssen sie aus dem Synthesegas entfernt werden. Bei der Herstellung von Chemikalien können sie korrosive Bestandteile Anlagenteile angreifen oder mit den Chemikalien reagieren, so dass die erwünschten Prozesse erschwert oder unterdrückt werden. Für viele Zwecke ist auch die Anwesenheit von schwefelhaltigen Fremdstoffen problematisch, weil diese unerwünschte chemische Reaktionen eingehen können. So ist beispielsweise bei der Herstellung von Eisen durch das Direktreduktionsverfahren ein Schwefelgehalt des Synthesegases von großem Nachteil, weil der Schwefel den Reduktionsprozess stört und sich im Roheisen Sulfide bilden oder zurückbleiben können.
Das aus dem Quenchraum ausgeführte Synthesegas hat je nach Ausgangsstoff und Herstellungsprozess eine Temperatur von 600°C bis 1000°C. Für viele Zwecke wird das Gas heruntergekühlt und gereinigt. Dies ist jedoch energieintensiv und mit hohen investiven und laufenden Kosten verbunden, insbesondere dann, wenn das Synthesegas für den anschließenden Verwendungszweck wieder aufgeheizt werden muss. Ein Beispiel ist die Herstellung von Eisen durch den Direktreduktionsprozess, bei dem ein Synthesegas, das überwiegend Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfasst, zur Herstellung von Roheisen durch Reduktion von Eisenerz eingesetzt wird. Für diesen Zweck muss das Synthesegas bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, um die Eisenerze wirksam zu reduzieren. Die Herstellung von Eisen durch den Direktreduktionsprozess wird häufig durchgeführt, da diese Herstellungsmethode auch den Betrieb kleiner Anlagen erlaubt, die so zu niedrigen Kosten produzieren können. Auch chemische Synthesen benötigen häufig ein heißes Synthesegas.
Bei der Verwendung von Synthesegas für die Rektion von Metallerzen ist es notwendig, ein Synthesegas zur Verfügung zu stellen, das frei von Schwefelverbindungen und sauren Halogenverbindungen ist. Die DE 3101291 A1 beschreibt einen Prozess zur Herstellung von Eisenerz durch den Direktreduktionsprozess. Feingemahlene Kohle wird in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases in einem Fliessbettvergasungsreaktor zu einem reduzierenden Generatorgas umgesetzt, wobei die Kohle vor der Umsetzung mit einem festen Schwefelakzeptor versehen wird. Das so erzeugte heiße und weitgehend schwefelfreie Generatorgas wird als Reduktionsgas zur Erzeugung von Eisenschwamm aus Eisenerz in einem Direktreduktionsschachtofen eingesetzt. Durch Rückführung des gereinigten Gases aus dem Schachtofen kommt der Prozess im Wesentlichen ohne einen aufwendigen Kühlungs- und Erhitzungsschritt von Prozessgasen aus. Als Schwefelakzeptor wird beispielsweise Kalkstein verwendet, der in dem Reaktionsgefäß bei der Vergasungsreaktion mit den in der Kohle enthaltenen sauren Schwefelverbindungen reagiert.
Bei der Durchführung der Kohlevergasungsreaktion bei Temperaturen über 1200°C besteht das Problem, dass sich Halogen- und Schwefelverbindungen zersetzen und mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid reagieren. Bei dieser Reaktion reagiert ein Großteil des Schwefels zu Schwefelwasserstoff (H₂S) und Carbonylsulfid (COS). Die Halogenverbindungen reagieren überwiegend zu den entsprechenden Halogenwasserstoffen. Zur Neutralisation dieser Stoffe wird der Reaktion üblicherweise Kalkstein zugegeben.
Die Zugabe von Kalkstein hat zur Folge, dass die Fliesstemperatur der meisten Schlacken deutlich abgesenkt wird. Die Fliesstemperatur von Schlacken in gewöhnlichen Vergasungsreaktionen kann bei 1200°C oder darüber liegen. Durch die Zugabe von Kalkstein oder ähnlichen Mineralien sinkt die Fliesstemperatur auf Werte von 500 bis 600°C ab. Dadurch erstarrt die Schlacke wesentlich später im Prozess und kann leichter ausgeschleust werden. Die Reinigung des verschlackenden Vergasers kann daher in erheblich verlängerten Intervallen durchgeführt werden. Bei dieser Verfahrensweise muss die Entstaubung des Nutzgases vor der Zugabe des Sorptionsmittels und vor der Sinterung der Schlacke durchgeführt werden, um ein Zusetzen der Staubfilter zu vermeiden. Aus diesem Grund wird das Synthesegas üblicherweise zunächst auf 1000 bis 600°C abgekühlt, dann entstaubt und in einem nachfolgenden Schritt von Schwefelverbindungen und Halogenen befreit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kohlevergasungsprozess zur Verfügung zu stellen, der ohne eine Abkühlung des gequenchten Gases auskommt und trotzdem ein weitgehend von Nebenprodukten befreites Synthesegas liefert. Das hergestellte Synthesegas soll mit hoher Temperatur zur Verfügung gestellt werden können, ohne Gebrauch von weiteren Verfahrensschritten der Kühlung, der Reinigung und der erneuten Aufheizung machen zu müssen. Die Reinigung und Absorption von Schadstoffen im Synthesegas soll einfach und ohne eine energieaufwendige Kühlung erfolgen. Das so hergestellte Synthesegas soll außerdem möglichst frei von Schwefelverbindungen sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem aus dem Kohlevergasungsprozess erhaltenen Synthese- oder Generatorgas nach dem Vergasungsprozess und während oder unmittelbar nach dem Prozess des Quenchens ein festes Absorptionsmittel für saure und schwefelhaltige Verunreinigungen zugegeben wird. Das Verfahren eignet sich insbesondere für ein Kohlevergasungsverfahren, bei dem das Nutzgas und die Schlacke getrennt aus dem Vergasungsreaktionsgefäß ausgeführt werden, so dass das erhaltene Nutzgas von vornherein nur wenig beigemischte feste oder verflüssigte Fremdbestandteile enthält. Bei dem zugegebenen Absorptionsmittel kann es sich um beliebige Feststoffe handeln, die zum Erhalt der gewünschten Wirkung bevorzugt basischer Natur sind. Um eine bessere chemische Absorption nichtsaurer schwefelhaltiger Gase aus dem erhaltenen Nutzgas zu ermöglichen, können dem basischen Absorptionsmittel Metallsalze beigemischt sein, wobei insbesondere Eisenerze die gewünschte Wirkung entfalten.
Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur Herstellung und Reinigung von Synthesegas, wobei

– das Synthesegas durch Vergasung eines festen kohlenstoffhaltigen Materials mit einem sauerstoffhaltigen oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas in einem hierfür geeigneten Reaktor hergestellt wird, wobei
– ein Synthesegas entsteht, das bedingt durch die Zusammensetzung des Brennstoffes saure oder basische oder schwefelhaltige oder halogenhaltige gasförmige Schadstoffe umfasst, und
– das Synthesegas außerdem noch feste, asche- oder schlackehaltige Stoffe umfassen kann, wobei
– das Synthesegas aus dem Vergasungsreaktor in einen abwärts- oder aufwärtsführenden Reaktionsraum geleitet wird, wo ein kälteres Gas oder eine verdampfte Flüssigkeit oder eine Flüssigkeit zugegeben wird, womit das Synthesegas zur Abführung der hohen inneren Energie abreagieren kann, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass
– das staubhaltige Synthesegas während oder nach der Zugabe des kälteren Gases oder der verdampften Flüssigkeit zur Reinigung mit einem festen Sorptionsmittel versetzt wird, das mit dem Nutzgas mitgerissen und transportiert wird und mit den sauren oder basischen oder schwefelhalti gen oder halogenhaltigen Stoffen innerhalb kurzer Zeit reagiert und diese Stoffe in eine feste und gebundene Form überführt.

Als feste, kohlenstoffhaltige Brennstoffe für die Vergasungsreaktion eignen sich alle festen, kohlenstoffhaltigen Materialien, die mit einem sauerstoff- oder Wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas durch eine Vergasungsreaktion ein kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltiges Synthesegas bilden können. Bevorzugt handelt es sich bei dem Brennstoff um Kohle oder Petrolkoks. Es ist auch möglich, ein vorzugsweise vorbehandeltes, cellulosehaltiges biologisches Brennmaterial einzusetzen. Beispiele hierfür sind Holz oder gepresstes Pflanzenmaterial.
Das zugeführte Reaktionsgas umfasst üblicherweise Sauerstoff oder Wasserdampf und Sauerstoff. Es kann aber auch weitere Gase enthalten, wobei hier beispielhaft Kohlendioxid genannt ist. Bei der Vergasungsreaktion entsteht in der Regel ein Synthesegas, das im Wesentlichen Kohlenmonoxid, Wasserstoff oder auch Kohlendioxid enthält.
Nach der Kohlevergasungsreaktion wird das erhaltene Synthesegas zur Abführung der hohen inneren Energie mit einem kälteren Medium vermischt. Typische Medien zur Durchführung des Quenchprozesses sind gekühltes Synthesegas, zurückgeführte Prozessgase, Wasserdampf, Stickstoff oder Kohlendioxid. Das so erhaltene Synthesegas besitzt in einer typischen Ausführung der Erfindung nach dem Vermischen mit dem Quenchgas eine Temperatur von 600 bis 1000°C bei einem Druck von 0,3 bis 7 MPa. Bei dieser Temperatur wird das Sorptionsmittel dem erhaltenen Nutzgas zugegeben, so dass der Sorptionsprozess eine optimale Wirksamkeit entfalten kann. Die Reaktionszeit des Absorptionsprozesses ist kurz und beträgt in der Regel weniger als 1 s.
In einer Ausführung der Erfindung wird das Absorptionsmittel dem Nutzgas in Pulverform über seitlich angebrachte Düsen zugegeben, um eine optimale Absorption der Schadstoffe zu gewährleisten. Das Sorptionsmittel sollte hierfür eine feste und feinkörnige, gegebenenfalls auch pulvrige Form besitzen. Eine bevorzugte Korngröße bei der Zugabe liegt bei 1 bis 0,01 mm und idealerweise bei 0,1 bis 0,03 mm.
Es ist möglich, das Sorptionsmittel getrennt von dem Quenchmedium zuzugeben. In diesem Fall wird das Sorptionsmittel dann mit einem Förderungsgas eingedüst. Man kann das Sorptionsmittel jedoch vorteilhaft zusammen mit dem Quench medium in den Quenchraum eindüsen. Das Sorptionsmittel wird hierzu mit dem Quenchmedium oder dem Fremdgas vor der Zugabe durch geeignete Vorrichtungen vermischt und dann mit dem Fördermedium in den Quenchraum eingedüst.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Sorptionsmittel direkt hinter dem Quenchraum zu dem heruntergekühlten Nutzgas gegeben. Die Zuführung kann auch hier durch Düsen oder andere geeignete Vorrichtungen erfolgen. Die Zugabe von Sorptionsmittel zu dem gekühlten Nutzgas ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Anteil an Verunreinigungen im Synthesegas geringer ist, da dann eine vergleichsweise kürzere Reaktionsstrecke benötigt wird.
Als basische Bestandteile enthält das Sorptionsmittel Verbindungen, die schnell und intensiv mit den beigefügten sauren und schwefelhaltigen Bestandteilen reagieren. Beispiele für solche Verbindungen sind Calcium- und Magnesiumcarbonate als einfach oder mehrfach basische Salze, wobei Dolomit oder Kalkstein als natürliche Vertreter dieser Salze genannt seien. Die Salze können in natürlicher oder kalzinierter Form eingesetzt werden.
Zur chemischen Absorption von schwefelhaltigen Gasbestandteilen können den Sorptionsmitteln übergangshaltige Bestandteile beigemischt werden. Häufig verwendete Übergangsmetallverbindungen sind Zink- oder Eisensalze, wie Zinkspat oder Eisenerz. Ein bevorzugter Übergangsmetallzusatz zur Absorption der Schwefelverbindungen ist Eisenoxid oder Eisenerz. Es ist auch möglich, dem Sorptionsmittel feste, oxidierende Stoffe zuzusetzen, die mit den sulfidischen Bestandteilen zu Sulfaten reagieren und diese dadurch in unlösliche Feststoffe umwandeln. So kann beispielsweise Calciumsulfid in leicht abtrennbares und verwertbares Calciumsulfat umgewandelt werden. Beispiele für feste, oxidierende Sorptionsmittel sind Peroxide oder Persulfate.
Es versteht sich, dass das zum Quenchen vorgesehene Medium nicht mit dem Sorptionsmittel reagieren darf. Gibt man das Sorptionsmittel separat von dem Quenchmedium zu, dann muss das Förderungsmedium inert gegenüber dem Sorptionsmittel sein. Typische saure oder basische Begleitgase aus dem Vergasungsprozess sind Schwefelwasserstoff (H₂S), Kohlenstoffoxidsulfid (COS), Schwefeldioxid (SO₂), Chlorwasserstoff (HCl) oder Fluorwasserstoff (HF). Das basische Sorptionsmittel reagiert mit den sauren Bestandteilen je nach Zusammensetzung zu Calcium- oder Magnesiumsalzen. Die übergangsmetallhaltigen Salze reagieren mit dem Schwefelwasserstoff zu Sulfiden oder Hydrogensulfiden.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Nutzgas durch ein Teilchenbett geleitet, das das Sorptionsmittel in stückiger Form, z. B als Pellets, enthält. In diesem Fall muss das Teilchenbett jedoch periodisch gereinigt oder regeneriert werden, um es von den im Teilchenbett festgehaltenen Flugaschebestandteilen oder erkalteten Schlackebestandteilen zu reinigen. Außerdem ist es dann notwendig, das Sorptionsmittel periodisch durch Entnahme und Regeneration zu reaktivieren. Zur besseren Handhabung sollten die Teilchen in dem Teilchenbett eine größere mittlere Partikelgröße besitzen als die Flugasche. Vorzugsweise besitzen die Teilchen in dem Teilchenbett eine mittlere Partikelgröße von mehr als 0,2 mm.
Das erfindungsgemäß hergestellte und gereinigte Synthesegas kann für alle Zwecke verwendet werden, in denen ein gereinigtes Synthesegas benötigt wird. Bevorzugt wird es in der Direktreduktion von Metallerzen verwendet. Mögliche Anwendungen sind aber auch die Synthese von Chemikalien oder die Bereitstellung von Wasserstoff. Ein Folgeprozess, der Gebrauch von einem erfindungsgemäß hergestellten und gereinigten Synthesegas macht, wird ausdrücklich mit beansprucht.
Für einige Verwendungszwecke ist es möglich, das erhaltene Nutzgas mit dem abreagierten Sorbens ohne einen weiteren Reinigungsschritt direkt weiterzuverwenden. Beispiele hierfür sind Eisenherstellungsprozesse durch Direktreduktion ausgehend von einem schwefelarmen Eisen, insbesondere dann, wenn der Anteil an Sorptionsmittel am Nutzgas gering ist. Meist jedoch wird das erhaltene Synthese- oder Generatorgas in einem von Feststoffen weitgehend befreiten Zustand benötigt. Hierzu müssen die so erhaltenen Feststoffe von den gebundenen, absorbierten Schadstoffen durch einen weiteren Verfahrensschritt aus dem Synthesegas entfernt werden. Hierbei können Filtereinrichtungen zur Anwendung kommen, die für die Feststofffiltration von Gasen üblich sind.
Als Beispiele für geeignete Vorrichtungen sind Fliehkraftabscheider, Filterkerzen, Filtertücher oder Elektrostaubabscheider genannt. Um die Wärmeenthalpie des Nutzgases bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens voll nutzen zu können, sollte die Filtereinrichtung so gestaltet sein, dass die Temperatur des erhaltenen Gases durch den Feststoffreinigungsprozess nur wenig geändert wird. Der so erhaltene Feststoff enthält das beladene Sorptionsmittel und die aus dem Kohlevergasungsprozess mitgeführten Aschebestandteile und verfestigte Schlackepartikel.
In einer Ausführung der Erfindung erfolgt der Verfahrensschritt der Feststoffabscheidung nach dem Vorgang des Quenchens und nach dem Vorgang der Zugabe des Sorptionsmittels. Es ist auch möglich, eine Feststoffabscheidung im Verlauf des Prozesses mehrmals durchzuführen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Synthesegas nach der Herstellung durch Kohlevergasung stark feststoffbeladen ist. Dazu kann man eine Feststoffabscheidung nach der Kohlevergasungsreaktion und eine weitere nach der Zugabe des Sorptionsmittels ausführen. In der Regel ist jedoch, insbesondere bei der Verwendung von vorteilhaften Kohlevergasungsreaktoren, nur eine Feststoffabscheidung nach dem Vorgang der Sorption notwendig.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Sorptionsmittel direkt in den Prozess der Feststoffabscheidung gegeben. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die mitgeführten zu absorbierenden Schadstoffe im Synthesegas fester oder verfestigter Natur sind. Dann findet die Sorption im Feststoffabscheider statt und die sorbierten Bestandteile werden mit den übrigen Bestandteilen aus dem Prozess ausgeschleust. Durch die Zugabe des Sorptionsmittels wird die Sinterfähigkeit der Flugasche gesenkt, wodurch Abscheider bei deutlich höherer Temperatur eingesetzt werden können.
Der abgeschiedene Feststoff wird nach der Ausschleusung meist in seine Bestandteile aufgetrennt. Hierzu existieren verschiedene Verfahren, wie beispielsweise die Verwendung von klassierenden Einrichtungen. Man erhält die festen oder verfestigten Nebenprodukte, die in Form von Asche oder Schlacke anfallen und das abreagierte Sorptionsmittel oder eine überwiegend das abreagierte Sorptionsmittel umfassende Partikelfraktion. Die Asche und die Schlacke können einer Weiterverwendung zugeführt oder entsorgt werden. Das Sorptionsmittel kann durch geeignete Verfahren zur Regeneration wiederverwendet werden. Beispiele für geeignete Regenerationsprozesse sind Waschen, Trockenen und Kalzinieren. Geeignete Schritte zur Regeneration des festen Sorptionsmittels können auch Hydrierschritte sein, wobei der gebundene Schwefel als Schwefelwasserstoff entfernt werden kann. Die Regeneration des basischen Sorptionsmittels kann auch durch Überleiten eines wasserdampf- oder sauerstoffhaltigen Gases erfolgen.
Das so regenerierte Sorptionsmittel kann dann wieder in einen Prozess für eine erneute Sorption zurückgeführt werden. Es ist auch möglich, das Sorptionsmittel in der Kohlevergasungsreaktion wiederzuverwenden. Hierzu wird es entweder direkt dem Kohlevergasungsreaktor oder aber der Vorbehandlung für den Brennstoff zuge geben. Dazu wird das Sorptionsmittel beispielsweise mit dem Brennstoff kleingemahlen oder getrocknet. Es ist aber auch möglich, das Sorptionsmittel in einen Folgeprozess zu geben.
Durch die Zugabe von Sorptionsmittel wird die Fließtemperatur der meisten Schlacken gesenkt, wodurch die Vergasungs- oder Verhüttungstemperatur verringert werden kann und der Wirkungsgrad der Vergasung oder Verhüttung erhöht wird. Ist der Folgeprozess beispielhaft die Herstellung von Eisen durch einen Direktreduktionsprozess, kann das Sorptionsgut nach der Regeneration bei der Eisenherstellung als Schlackebildner wirken und der den Verhüttungsprozess günstig beeinflussen. Der Folgeprozess kann je nach Beschaffenheit auch selbst ein feststoffbeladenes Gas produzieren. Dieses wird vorteilhaft erneut in einen Feststoffabscheider geführt und gereinigt. Der so erhaltene Feststoff kann mit dem abgeschiedenen Feststoff aus der Kohlevergasungsreaktion vereinigt werden und ebenfalls den genannten Zwecken zugeführt werden.
In der Regel ist die Beladung des abreagierten Sorptionsmittels bei einer richtigen Dosierung so, dass eine Regeneration für eine Wiederverwendung unumgänglich ist. Ist jedoch die Beladung des Sorptionsmittels beispielsweise bei Verwendung einer sauberen Kohle nur gering, so kann ein großer Teil auch ohne eine weitere Regeneration erneut verwendet werden. Die Verwendung des Sorptionsmittels wird dann denselben Zwecken zugeführt, wie es mit einer Regeneration der Fall wäre, beispielsweise für eine erneute Verwendung im Kohlevergasungsprozess oder für die Verwendung in einem Folgeprozess. Je Konditionierung kann das Sorptionsmittel vor der Wiederverwendung auch gemahlen oder getrocknet werden.
Beansprucht wird auch eine Vorrichtung, die sich zur Ausführung des erfindungsgemäßen Prozesses eignet. Beansprucht wird insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei

– diese aus einem feuerfesten Reaktionsgefäß besteht, das zur Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch Umsetzung mit einem sauerstoff- oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas geeignet ist, und
– sich an dieses Reaktionsgefäß ein Reaktionsraum anschließt, der mit Zuführungseinrichtungen für gasförmige oder dampfförmige Stoffe ausgestattet ist, und
– sich an diesen Reaktionsraum ein weiterer Reaktionsraum anschließt, der mit geeigneten Zuführungs- oder Vermischungseinrichtungen für feste Sorptionsmittel in den aus den ersten beiden Teilschritten erhaltenen Gasstrom ausgestattet ist.

Die beanspruchte Vorrichtung enthält in der Regel einen Vergasungsreaktor, der mit mindestens einer Öffnung zur separaten Abführung der festen Reaktionsproduktes und mindestens einer weiteren Öffnung zur separaten Abführung des gasförmigen Reaktionsproduktes ausgestattet ist. Dadurch ist es möglich, ein Synthese- oder Generatorgas zu erhalten, das weitgehend frei von Asche- oder Schlackebestandteilen ist. Der Vergasungsreaktor enthält in einer bevorzugten Ausführungsform eine separate Öffnung zur Ausführung der Schlacke und der übrigen anfallenden Feststoffe, die dann einer weiteren Verwendung oder Entsorgung zugeführt werden. Der Vergasungsreaktor enthält in einer bevorzugten Ausführungsform auch eine separate Öffnung zur Ausführung des Nutzgases, wobei spezielle Vorrichtungen dafür sorgen, dass das Nutzgas möglichst wenig Schlacke- und Aschebestandteile enthält. Zur Erlangung einer für die Vergasungsreaktion geeigneten Form des Brennstoffes können Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Mühlen, Trockner oder Fliessbetteinrichtungen zur Brennstoffvorbehandlung sein.
An den eigentlichen Reaktor zur Durchführung der Vergasungsreaktion schließt sich in abwärts oder aufwärts führender Richtung ein Reaktionsraum an, der zur Vermischung des Nutzgases mit einem Quenchmedium zur Abführung der hohen inneren Energie nach dem Vergasungsprozess dient. Zur Durchführung dieses Quenchprozesses sind in dem Reaktionsraum Düsen zur Einbringung des Quenchmediums und des Sorptionsmittels eingebracht. Wird das Sorptionsmittel im Quenchraum nach der Zugabe des Quenchmediums zugeführt, so enthält der Quenchraum zusätzliche Eindüsungs- oder Einbringungsvorrichtungen zur Zuführung des Sorptionsmittels.
Unabhängig vom Ort der Zugabe sind die Düsen vorteilhaft mit einer Mischvorrichtung für die Zugabe des festen Sorptionsmittels in den Gas- oder Dampfstrom versehen. Außerdem sind die Düsen vor der Mischvorrichtung mit einer geeigneten Zuführungseinrichtung für das Sorptionsmittel ausgerüstet. Dies können beispielsweise Förderschnecken oder pneumatische Propfenfördereinrichtungen sein. Je nach Ort der Zugabe des Sorptionsmittels können die Düsen- oder Fördereinrichtungen für das Sorptionsmittel im Prozessfluss auch hinter dem Quenchraum oder in einem nachgeschalteten Feststoffabscheider angebracht sein. Zur Erlangung einer für die Verga sungsreaktion geeigneten Form des Sorptionsmittels können Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Mühlen, Trockner oder Fliessbetteinrichtungen zur Sorptionsmittelvorbehandlung sein.
In einer Ausführung der Erfindung enthält die Vorrichtung einen Feststoffabscheider, in den das Synthesegas nach der Reaktion mit den Sorptionsmitteln gelangt und in dem die festen Bestandteile aus dem Gas herausgefiltert werden. Die Vorrichtung kann weitere Apparate enthalten, die es beispielsweise erlauben, eine Feststoffbehandlung der abgeschiedenen Feststoffe durchzuführen. Hierzu gehören beispielsweise klassierende Einrichtungen wie Sichter- oder Siebvorrichtungen, die Asche oder Schlackebestandteile von dem abreagierten Sorptionsmittel abtrennen können.
Geeignete Feststoffabscheidervorrichtungen sind insbesondere Fliehkraftabscheider, auch Zyklone genannt. Geeignete Feststoffabscheidervorrichtungen können aber auch temperaturbeständige Tuchfilter, keramische Filterelemente, Filterkerzen oder ein Elektroentstauber sein. Der Verfahrensschritt der Feststoffabscheidung findet in der Regel direkt hinter dem Quench- und Sorptionsvorgang statt. Es ist auch möglich, das feststoffbeladene, heiße Nutzgas über Rohrleitungen in den Verfahrensschritt der Feststoffabscheidung zu geben. Es ist auch möglich, die Feststoffabscheidung durch Filtration vorzunehmen. Dieser Verfahrensschritt erfolgt bevorzugt vor der Zugabe des Sorptionsmittels, da die Sintertemperatur der Schlacke sonst absinkt und diese dadurch die Filtrationseinrichtungen verstopft.
Die Vorrichtung kann auch Apparate enthalten, die es erlauben, nach der Abscheidung des Feststoffes vom Sorptionsmittel eine Regeneration des Sorptionsmittels durchzuführen. Hierzu zählen beispielsweise Waschkessel oder Trocken- und Kalzinierungseinrichtungen. Diese Vorrichtungsbestandteile befinden sich in der Regel im Prozessfluss hinter dem Quenchraum und hinter der Feststoffabscheidung. Das regenerierte Sorptionsmittel wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch geeignete Vorrichtungen wieder in den Prozess der Kohlevergasung zurückgeführt. Dies kann am Punkt der Brennstoffvorbehandlung oder direkt in den Kohlevergasungsreaktor geschehen.
Die Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch Einrichtungen enthalten, die eine Weiterverwendung des Sorptionsmittels in einem Folgeprozess ermöglichen. Produziert der Folgeprozess seinerseits ein feststoff beladenes Gas, dann kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch Apparate zur Feststoffabscheidung und Rückführung des abgeschiedenen Feststoffes enthalten.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist es möglich, das aus dem Quenchprozess erhaltene Gas vor oder nach der Abtrennung von Feststoffen einem Waschprozess mit einer Waschflüssigkeit zu unterziehen. So kann das mit Feststoffen oder mit beladenem Sorptionsmittel versehene Nutzgas bevorzugt mit Wasser gewaschen werden, um beladenes Sorptionsmittel oder Feststoff aus dem Nutzgas herauszuwaschen. Es ist aber auch möglich, das beladene Nutzgas mit anderen für Gaswaschprozesse geeignete Waschflüssigkeiten zu reinigen. Beispiele für häufig verwendete Waschflüssigkeiten sind Ethanolamine oder alkylierte Polyalkylenglykole.
Die Erfindung ermöglicht eine effiziente und schnelle Reinigung eines aus einem Kohlevergasungsprozess stammenden Synthese- oder Generatorgases durch Zugabe eines festen Sorptionsmittels unmittelbar nach der Kohlevergasungsreaktion. Durch eine schnelle Reaktion des zugegebenen Sorptionsmittels mit Nutzgasen, die saure oder schwefelhaltige oder halogenhaltige Stoffe oder eine Kombination dieser Stoffe enthalten, können diese störenden Stoffe schnell und effizient aus dem Nutzgas entfernt werden. Dadurch entfällt der energie- und zeitaufwendige mit einer Kühlung verbundene Waschprozess und das sich daran anschließende Wiederaufheizen des Gases. Das erhaltene Sorptionsmittel kann kostengünstig weiter verwendet werden oder regeneriert werden.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Vergasung fester Brennstoffe wird anhand einer Zeichnung genauer erläutert, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
1 zeigt ein stark vereinfachtes Schema zur Durchführung des Verfahrens mit der Zugabe des Sorptionsmittels zum Nutzgasstrom in den Mischraum beim Quenchen. Der feste kohlenstoffhaltige Brennstoff (1) wird zur Vorbereitung des Vergasungsprozesses in eine Vorrichtung zum Mahlen und Trocknen (2) gegeben. Der dadurch anfallende kleinteilige oder feinkörnige Brennstoff wird über geeignete Fördereinrichtungen (2a) in einen Vergasungsreaktor gegeben. Über eine weitere Zuführungsleitung und Vorrichtungen zum Einsprühen wird ein sauerstoff- oder Wasserdampf- und sauerstoffhaltiges Reaktionsgas (3) in den Vergasungsreaktor (4) eingeführt, in dem die eigentliche Vergasungsreaktion zur Herstellung von Synthesegas stattfindet. Der Reaktor (4) ist in einer vorteilhaften Ausführungsform mit einer separa ten Abführungseinrichtung für feste und verflüssigte Vergasungsprodukte ausgestattet, die es erlauben, die bei dem Vergasungsprozess anfallende Schlacke mit den übrigen festen Bestandteilen separat vom Nutzgas aus dem Reaktor auszuführen (5). Das Nutzgas wird aus dem Reaktor in vertikal abwärts gerichteter Strömung in einen Misch- oder Quenchraum (6) geleitet. Es ist auch möglich, den Misch- oder Quenchraum konstruktiv an den Reaktor anzuschließen. In den Quenchraum wird das heiße Nutzgas zur Abführung der hohen inneren Energie mit einem niedriger temperierten Fremdgas (7) versehen. In den Quenchraum wird frisches Sorptionsmittel (8) gegeben, das dort mit den Schadstoffen des Nutzgases reagiert. Das heruntergekühlte und sorptionsmittelbeladene Gas wird über eine Rohrleitung (9) in einen Entstauber oder Feststoffabscheider (10), z. B. einen Zyklon, geleitet. Dort werden die groben, festen Bestandteile des Nutzgases abgeschieden, so dass dieses in die Feststoffbehandlung geleitet werden kann (13). Diese festen Bestandteile, die im Wesentlichen aus verfestigter Schlacke, beladenem Sorptionsmittel und Asche bestehen, werden dort aufgetrennt. Die Asche und die Schlacke werden aus dem Prozess ausgeschleust (14). Das Sorptionsmittel wird durch geeignete Verfahren regeneriert und ebenfalls aus dem Prozess ausgeschleust (15). Je nach Beladung des Sorptionsmittels kann dieses erneut in der Vorbehandlung mit dem Brennstoff vermischt (13a) und in die Vergasungsreaktion gegeben werden (2a). Bei geeigneter Beschaffenheit des Sorptionsmittels ist es auch möglich, dieses direkt in den Vergasungsreaktor zu geben (13b). Das entstaubte Nutzgas (12) der Kohlevergasungsreaktion wird in den Folgeprozess (17) geleitet. Dort wird es in verschiedenen Prozessen eingesetzt. Es ist möglich, das beladene Sorptionsmittel je nach Beschaffenheit in dem Folgeprozess einzusetzen (16). Im Verlauf des Folgeprozesses wird ein Teil des Gases verbraucht, während sich das Sorptionsmittel nur wenig ändert. Das restliche feststoff- oder staubhaltige Gas (18) wird einer erneuten Reinigung durch Feststoffabscheidung (19) unterzogen. Der dabei anfallende Feststoff kann je nach Beschaffenheit und Beladung in den Prozess der Feststoffregeneration (19a) gegeben werden. Bei stärkerer Beladung wird der sorptionsmittelbeladene Feststoff nach Einsatz im Folgeprozess ausgeschleust (20). In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das frische Sorptionsmittel (8) unmittelbar hinter dem Misch- oder Quenchraum in den Prozess gegeben oder in den Feststoffabscheider gegeben, wobei sich die restliche Anlagenkonstruktion wenig ändert.

1: Brennstoffzufuhr
2: Mahlung und Trocknung
2a: Zufuhr von gemahlenem Brennstoff
3: Reaktionsgas
4: Vergasungsreaktor
5: Feststoffaustrag (Asche und Schlacke)
6: Mischraum (Quenchraum)
7: Fremdgaszuführung
8: Festes Sorptionsmittel
9: Nutzgas, beladen mit Feststoff
10: Feststoffabscheider
11: Feststoffaustrag
12: Gereinigtes Nutzgas
13: Feststoffbehandlung
13a: Feststoffrückführung in die Brennstoffvorbehandlung
13b: Feststoffrückführung in den Vergasungsreaktor
14: Austrag von festem, beladenem Sorptionsmittel
15: Austrag von Schlacke
16: Feststoffeintrag in Folgeprozess
17: Folgeprozess
18: Prozessaustrittsgas
19: Feststoffreinigung Prozessaustrittsgas
19a: Feststoffrückführung Prozessaustrittsgas
20: Entstaubtes Prozessaustrittsgas

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3101291 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung und Reinigung eines staubhaltigen Synthesegases, wobei – das Synthesegas durch Vergasung eines festen kohlenstoffhaltigen Materials mit einem sauerstoffhaltigen oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas in einem hierfür geeigneten Reaktor hergestellt wird, wobei – ein Synthesegas entsteht, das bedingt durch die Zusammensetzung des Brennstoffes saure oder basische oder schwefelhaltige oder halogenhaltige gasförmige Schadstoffe umfasst, und – das Synthesegas außerdem noch feste, asche- oder schlackehaltige Stoffe umfassen kann, wobei – das Synthesegas aus dem Vergasungsreaktor in einem abwärts- oder aufwärtsführenden Reaktionsraum geleitet wird, wo ein kälteres Gas oder eine verdampfte Flüssigkeit oder eine Flüssigkeit zugegeben wird, womit das Synthesegas zur Abführung der hohen inneren Energie abreagieren dadurch gekennzeichnet, dass – das staubhaltige Synthesegas während oder nach der Zugabe des kälteren Gases oder der verdampften Flüssigkeit zur Reinigung mit einem festen Sorptionsmittel versetzt wird, das mit dem Nutzgas mitgerissen und transportiert wird und mit den sauren oder basischen oder schwefelhaltigen oder halogenhaltigen Stoffen innerhalb kurzer Zeit reagiert und diese Stoffe in eine feste und gebundene Form überführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthesegas überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthesegas nach der Herstellung und nach der Zugabe des Fremdmediums eine Temperatur von 600 bis 1000°C besitzt und unter einem Druck von 0,3 bis 7 MPa steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem festen kohlenstoffhaltigen Material für die Vergasungsreaktion um Kohle, Petrolkoks oder um ein cellulosehaltiges biologisches Brennmaterial handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff zur Erlangung einer für die Vergasungsreaktion geeigneten Form vor der Umsetzung einer Mahlung oder einer Trocknung zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Sorptionsmittel basische Calciumverbindungen, basische Magnesiumverbindungen oder übergangsmetallhaltige Verbindungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel Kalkstein, kalzinierten Kalkstein oder Dolomit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel Eisenerz oder Eisenoxide umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel feste, oxidierende Bestandteile umfasst, das die sulfidischen Bestandteile in Sulfate überführen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Sorptionsmittel eine Korngröße von 0,01 bis 1 mm besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Synthesegas enthaltenen Feststoffe durch einen Feststoffabscheider teilweise oder vollständig aus dem System ausgeschleust werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Synthesegas entfernte und aus Flugasche, Schlacke und Sorptionsmittel bestehende Feststoff nach der Abscheidung aus dem Synthesegas ohne Klassierung mit dem Brennstoff in den Kohlevergasungsprozess zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem System ausgeschleusten Feststoffe einer Klassierung unterworfen werden, wo durch man die festen oder verfestigten Schlacke- und Aschebestandteile und das beladene Sorptionsmittel erhält.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Synthesegas entfernte und von der Flugasche und der Schlacke abgetrennte Sorptionsmittel in den erfindungsgemäßen Kohlevergasungsprozess zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Feststoffklassierung erhaltene beladene Sorptionsmittel einer Regeneration zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration des beladenen Sorptionsmittels eine Wäsche, eine Trocknung oder eine Kalzinierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration des beladenen Sorptionsmittels eine Überleitung eines sauerstoff- oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gases umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Synthesegas entfernte und von der Flugasche und der Schlacke abgetrennte und regenerierte Sorptionsmittel in den erfindungsgemäßen Kohlevergasungsprozess zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Synthesegas entfernte und aus Flugasche, Schlacke und Sorptionsmittel bestehende Feststoff nach der Abscheidung aus dem Synthesegas ausgeschleust oder einer Verwendung in einem anderen Prozess zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Synthesegas entfernte aus Flugasche, Schlacke und Sorptionsmittel durch Klassierung getrennt werden und das Sorptionsmittel und der restliche Feststoff ausgeschleust oder einer Verwendung in einem anderen Prozess zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Synthesegas entfernte und von der Flugasche und der Schlacke abgetrennte und regenerierte Sorptionsmittel ausgeschleust oder einer Verwendung in einem anderen Prozess zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das heiße Synthesegas vor der Zugabe des festen Sorptionsmittels einem Verfahrensschritt der Feststoffabscheidung unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das heiße Synthesegas statt der oder zusätzlich zur Zugabe eines festen Sorptionsmittels einem Durchleiten durch ein Teilchenbett mit festem Sorptionsmittel unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das von den Fremdgasen gereinigte Synthesegas einer Weiterverwendung zur Reduktion von Metallerzen, einer Gewinnung von Wasserstoff oder einer Weiterverwendung zu chemischen Synthesezwecken zugeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei – diese aus einem feuerfesten Reaktionsgefäß besteht, das zur Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch Umsetzung mit einem sauerstoff- oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas geeignet ist, und – sich an dieses Reaktionsgefäß ein Reaktionsraum anschließt, der mit Zuführungseinrichtungen für gasförmige oder dampfförmige Stoffe ausgestattet ist, und – sich an diesen Reaktionsraum ein weiterer Reaktionsraum anschließt, der mit geeigneten Zuführungs- oder Vermischungseinrichtungen für feste Sorptionsmittel in den aus den ersten beiden Teilschritten erhaltenen Gasstrom ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sich vor dem Reaktionsgefäß zur Vergasung eine Vorrichtung zum Trocknen und Mahlen befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor zur Durchführung des Vergasungsprozesses mit einer mindestens einer Öffnung zur separaten Abführung der flüssigen und festen Reaktionsproduktes und mindestens einer weiteren Öffnung zur separaten Abführung des gasförmigen Reaktionsproduktes ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum zur Zugabe der gasförmigen, flüssigen oder festen Medien zur Abführung der hohen inneren Energie mit Einrichtungen zur Zugabe der Quenchmedien ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum zur Zugabe der gasförmigen, flüssigen oder festen Medien zur Abführung der hohen inneren Energie mit Einrichtungen zur Zugabe des festen Sorptionsmittels ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Einrichtungen zur Zuführung des festen Sorptionsmittels hinter dem Reaktionsraum ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine zur Feststoffabscheidung geeignete Vorrichtung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Prozessfluss hinter den Zuführungseinrichtungen für das Sorptionsmittel mindestens eine zur Feststoffabscheidung geeignete Vorrichtung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Einrichtungen zur Zuführung des festen Sorptionsmittels im Feststoffabscheider ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Vorrichtung zur Entfernung des Feststoffs aus dem Nutzgas um einen Trägheitsabscheider, einen Fliehkraftabscheider, um keramische Filterelemente, einen Tuchfilter oder um eine Elektroentstaubung handelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Teilchenbett mit festem Sorptionsmittel zum Durchleiten des Synthesegases umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass sie den aus der Feststoffabscheidung stammenden Feststoff einer Regeneration für das Sorptionsmittel zuführt und das im Feststoff enthaltene Sorptionsmittel regenerieren kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 und 36, dadurch gekennzeichnet, dass sie die aus dem Feststoffabscheider stammenden abgeschiedenen Feststoffe klassieren und in Flugasche- oder Schlackebestandteile und Sorptionsmittel trennen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass sie das aus der Klassierung des abgeschiedenen Feststoffes stammende Sorptionsmittel regenerieren kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zur Weiterleitung des abgeschiedenen oder abgeschiedenen und regenerierten Feststoffes in den Kohlevergasungsprozess umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zur Weiterleitung des abgeschiedenen oder abgeschiedenen und regenerierten Sorptionsmittels in den Kohlevergasungsprozess umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Folgeprozess umfasst, der das durch das feste Sorptionsmittel gereinigte Synthesegas verwendet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zur Weiterleitung des abgeschiedenen oder abgeschiedenen und regenerierten Feststoffes in den Folgeprozess umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zur Weiterleitung des abgeschiedenen oder abgeschiedenen und regenerierten Sorptionsmittels in den Folgeprozess umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffbestandteile des Gases eines Folgeprozesses mit den aus dem Kohlevergasungsprozess abgeschiedenen Feststoffen oder Feststoffbestandteilen vereinigt werden und einer weiteren Verwendung zugeführt können.