DE102008012733A1 - Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor - Google Patents

Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor Download PDF

Info

Publication number
DE102008012733A1
DE102008012733A1 DE200810012733 DE102008012733A DE102008012733A1 DE 102008012733 A1 DE102008012733 A1 DE 102008012733A1 DE 200810012733 DE200810012733 DE 200810012733 DE 102008012733 A DE102008012733 A DE 102008012733A DE 102008012733 A1 DE102008012733 A1 DE 102008012733A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lock
container
gas
fuel
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200810012733
Other languages
English (en)
Inventor
Eberhard Dr. Kuske
Stefan Dr. Hamel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uhde GmbH filed Critical Uhde GmbH
Priority to DE200810012733 priority Critical patent/DE102008012733A1/de
Priority to TW098104894A priority patent/TWI461522B/zh
Priority to CA2716621A priority patent/CA2716621C/en
Priority to UAA201011712A priority patent/UA106039C2/uk
Priority to PCT/EP2009/001146 priority patent/WO2009109297A2/de
Priority to CN2009801077351A priority patent/CN101965223A/zh
Priority to US12/736,039 priority patent/US20110100274A1/en
Priority to EP09716355A priority patent/EP2249953A2/de
Priority to BRPI0908981-0A priority patent/BRPI0908981A2/pt
Priority to RU2010140625/04A priority patent/RU2496854C2/ru
Priority to AU2009221259A priority patent/AU2009221259B2/en
Priority to KR1020107019555A priority patent/KR101659096B1/ko
Priority to MX2010009718A priority patent/MX2010009718A/es
Publication of DE102008012733A1 publication Critical patent/DE102008012733A1/de
Priority to ZA2010/06297A priority patent/ZA201006297B/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/50Fuel charging devices
    • C10J3/506Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466Entrained flow processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15Details of feeding means
    • C10J2200/156Sluices, e.g. mechanical sluices for preventing escape of gas through the feed inlet
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903Feed preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093Coal

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Versorgung einer Kohlevergasungsanlage mit feinzerteiltem Brennstoff, wobei der Brennstoff zunächst in einem Vorratsbehälter gelagert wird und dann in ein Schleussystem geführt wird, wo es für die Kohlevergasungsreaktion mit Gas beaufschlagt wird, und das Schleussystem aus mindestens zwei Schleusbehältern besteht, um das Aufpressen mit Gas quasi-kontinuierlich zu gestalten, und der Brennstoff dann in einen Vorlagebehälter gelangt, in dem ein über die Zeit konstantes Füllstandsniveau herrscht, so dass von diesem Vorlagebehälter aus der Brennstoff gleichmäßig, störungsfrei und unter Druck zu den Brennern gefördert wird, die Übergabe von mindestens zwei Schleusebehältern an mindestens einen Vorlagebehälter mittels pneumatischer Dichtstromförderung bei Feststoffdichten von mindestens 100 kg/m3 und unter einem Differenzdruck von mindestens 0,5 bar erfolgt, so dass die Vorrichtungsteile in der gleichen oder in verschiedenen geodätischen Höhen angeordnet sein können, so dass eine platzsparende und flexible Anlagenbauweise möglich wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren mit einer kontinuierlichen und gleichmäßigen Zufuhr von feinzerteiltem Brennstoff in einen Kohlevergasungsreaktor.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die geregelte Nachförderung von feinkörnigem bis staubförmigem Brennstoff in einen unter Druck stehenden Vorlagebehälter für ein Druckvergasungsverfahren, in dem fein zerteilte Brennstoffe, z. B. staubförmige (< 0.5 mm) Brennstoffe, z. B. Kohle, Petrolkoks, biologische Abfälle bzw. Brennstoffe in der Schwebe bei geringer Partikelbeladung (< 50 kg/m3; keine Wirbelschicht) mit sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln unter erhöhtem Druck bei Temperaturen oberhalb des Schlackeschmelzpunktes umgesetzt werden.
  • Bei der Durchführung von Druckvergasungen wird ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit einem sauerstoffhaltigen Gas umgesetzt, wobei das sauerstoffhaltige Gas in unterstöchiometrischem Verhältnis zugeführt wird, so dass man ein kohlenmonoxidhaltiges Produktgas erhält. Enthält das Reaktionsgas Wasserdampf, so besitzt das Produktgas Synthesegascharakter und enthält größere Anteile an Wasserstoff. Um unter unterstöchiometrischen Bedingungen einen möglichst vollständigen Umsatz zu erreichen, muss der Brennstoff feinzerteilt in den Reaktor geführt werden. Die Reaktion findet üblicherweise unter erhöhtem Druck statt.
  • Da die Vergasungsreaktionen nur wirtschaftlich zu betreiben sind, wenn der Betrieb über eine größere Zeitdauer kontinuierlich durchgeführt wird, muß die zufließende, feinzerteilte Brennstoffmenge in der Zeiteinheit möglichst konstant sein, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Die Einschleusung des Brennstoffs auf das notwendige Druckniveau und die Zuführung des Brennstoffes unter Druck ist bei Kohlevergasungsreaktionen beständig ein zu lösendes Problem. Aus diesem Grund beinhalten Kohlevergasungsanlagen stets auch Anlagenteile, deren Aufgabe es ist, eine störungsfreie Versorgung des Reaktors mit Brennstoff zu gewährleisten. Dies sind in der Regel spezielle Dosierungsbehälter und auf Basis von Schwerkraftfluß betriebene Schleusvorrichtungen.
  • Auch der Einsatz von Dosierbehältern beseitigt die Druckschwankungen, die beim Befüllen des Reaktors auftreten, nicht immer vollständig. Dadurch kann es zu Druckschwankungen bei der Kohlevergasungsreaktion kommen, wodurch sich das Synthesegas in seiner Zusammensetzung zeitlich ändert. Besonders das diskontinuierliche Auffüllen des Dosierbehälters aus den Druckschleusen erzeugt Druckschwankungen, die die als Triebkraft der Förderung zwischen Dosierbehälter und Brenner dienende Druckdifferenz unvorteilhaft beeinflusst.
  • Auch die Einschleusung des Brennstoffes durch Schwerkraftfluß, die bei der Versorgung von Kohlevergasungsreaktoren mit Brennstoff durchgeführt wird, ist eine potentielle Fehlerquelle. Da der feinzerteilte Brennstoff je nach Beschaffenheit und Trocknungsgrad verkleben oder verpfropfen kann, verläuft die Förderung manchmal nur schubweise oder wird unvorhergesehen periodisch unterbrochen. Zudem sind auf Schwerkraftfluß basierende Schleussysteme häufig aufwendig zu konstruieren, da eine Übereinanderkonstruktion von Behältern notwendig ist, zwischen denen eine Förderung erfolgen soll.
  • Brennstoffeinspeisesysteme nach dem Stand der Technik sind aufwändig und nicht immer betriebssicher. Bei Anlagen größeren Kapazität führt die räumliche Trennung von Mahl- und Vergasungsanlage zu einem erheblichen Zusatzaufwand für den Transport des feinzerteilten Brennstoffes von der Mahlanlage zum Brennstoffeinspeissystem. Hierzu sind zusätzliche Ausrüstungen (Fördergefäße oder pneumatische Pumpen, Filter, Pufferbehälter über dem Einspeissystemen) erforderlich. Hierzu kommen noch erhebliche Aufwendungen für Verrohrung, Meß- und Regeltechnik, sowie für Bauleistungen, letzteres insbesondere aufgrund der exponierten Lage der Pufferbehälter auf dem höchsten Niveau der Vergasungsanlage. Gleichzeitig haben sich Schleussysteme, die nach dem Prinzip des Schwerkraftflusses arbeiten, als nicht ausreichend betriebssicher erwiesen. Zusätzliche Ausrüstungen bringen in jedem Fall ein zusätzliches Versagensrisiko mit sich.
  • Neben dieser allgemein bekannten Tatsache sind mit dem Prinzip der Schwerkraftschleusung spezielle Funktionsrisiken verbunden. Trotz vieler, unterschiedlichster Ansätze hat es sich als außerordentlich schwierig erwiesen, den Prozeß der Behälterbespannung so schonend durchzuführen, dass innere Spannungen im Schüttgut hinreichend niedrig gehalten werden. In vielen Fällen wird das Schüttgut lokal derart kompaktiert, dass sich nachfolgend der Schwerkraftfluß zum Vorlagebehälter nicht oder nur in unzureichendem Maße einstellt. Hierdurch sinkt das Feststoffinventar des Vorlagebehälters ab, was oftmals zu einer Leistungsbeschränkung der Vergasungsanlage oder sogar zu deren Ausfall führt.
  • Das Problem verschärft sich, wenn eine Überdimensionierung aufgrund hoher Anlagenkapazität an Baugrenzen stößt und wenn die Vergasungsanlage für weiter erhöhten Druck (typisch 4 MPa) gegenüber den seit einigen Jahren in Betrieb befindlichen Anlagen (typisch 2.5 MPa) auszulegen ist.
  • Bedingt durch die Schwerkraftschleusung aus dem Schleusbehälter in den Vorlagebehälter ergeben sich, sofern sich der gewünschte Schwerkraftfluß einstellt, sehr große Übergabemassenströme und damit vergleichweise kurze Übergabezeiten. Durch die Feststoffübergabe während der Schleusung wird der Füllstand im Vorlagebehälter angehoben. Der Füllstand sinkt dann wieder kontinuierlich durch die den Brennern zugeführte Brennstoffmenge ab und wird mit der nächsten Schleusenübergabe wieder angehoben. Dadurch ergeben sich im Vorlagebehälter zeitlich ändernde Bedingungen, die sich sogar auf die Gleichmäßigkeit der Förderung aus dem Vorlagebehälter heraus auswirken können. Erheblich vorteilhafter ist es sowohl die Druckbedingungen, den Füllstand und den Impulseintrag in die Schüttung, z. B. durch hereinfallendes Gut, zeitlich so konstant wie möglich zu halten.
  • Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme durch einen Dosierbehälter, der den feinzerteilten Brennstoff unter Druck enthält und der erfindungsgemäß eine nahezu konstante Füllhöhe mit Brennstoff besitzt. Diese nahezu konstante Füllhöhe im Vorlagebehälter wird erfindungsgemäß durch die Feststoffnachförderung aus mindestens zwei Schleusbehältern über mindestens eine gemeinsam genutzte Dichtstromförderleitung realisiert. Da die Dichtstromförderung schwerkraftunabhängig arbeitet, ist es außerdem möglich, den Vorlagebehälter und die zufördernden Schleusbehälter in unterschiedlichen geodätischen Höhen und außerdem in größerer räumlicher Entfernung voneinander aufzustellen. Dies kann beispielsweise auch in einem anderen Gebäude sein.
  • Dosierungseinrichtungen für Brennstoff, die den Brennstoff über einen Dosierbehälter mit vorgelagertem Schleussystem in den Reaktor fördern, sind bekannt. Die US 5143521 A beschreibt ein System zur Förderung von Brennstoff in einen Vorlagebehälter, der unter Druck stehenden Brennstoff lagert und der durch ein System von Schleusbehältern kontinuierlich mit feinverteiltem Brennstoff versorgt wird. Die Schleusbehälter sind durch eine Leitung miteinander verbunden und werden wechselseitig mit Druck beaufschlagt. Der Druck des Entspannungsgases kann über ein System von Expansionsturbinen, Venturirohren und Kompressoren zum Aufpressen des jeweils anderen Schleusbehälters genutzt werden. Auf diese Weise kann feinverteilte Kohle von atmosphärischen Bedingungen auf einen für die Kohlevergasung geeigneten Druck gebracht werden. Als Druckgas wird Stickstoff genutzt.
  • Die DE 10 2005 047 583 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dosierung und Zuführung von Brennstäuben unter Druck in einen Kohlevergasungsreaktor. Um die zeitlich konstante Zuführung von Brennstoff in den Kohleverga sungsreaktor zu gewährleisten, wird der Brennstoff in einem Dosierbehälter zwischengelagert, in dessen Unterteil durch Zuführung von Gas über dem Gefäßboden eine dichte Wirbelschicht entsteht, durch die der Brennstaub kontinuierlich über Brenner einem unter Druck stehenden Vergasungsreaktor zugeführt wird. Die eigentliche Förderung in die Brenner erfolgt dabei durch eine sogenannte Flugförderung, wobei die Zuführung von Hilfsgas in die Förderleitung hinter dem Brenner dazu genutzt wird, eine Druckdifferenz zu generieren, mit der der Brennstoff dann in die Brenner transportiert wird. Der Dosierbehälter wird über zwei Schleusen mit Brennstoff versorgt, die den Brennstoff mittels Schwerkrafteinwirkung und einer Zellradschleuse in den Dosierbehälter transportieren. Dies ist jedoch störanfällig und benötigt räumlich hohe Konstruktionen. Eine Verwendung von mahlenden Vorrichtungen wird nicht erwähnt.
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt ein integriertes Verfahren zur Zerkleinerung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes, die Beaufschlagung des Brennstoffes mit Druck durch ein geeignetes Gas, die Verteilung und den Transport des Brennstoffes in ein Vorlagegefäß und die Förderung in den Reaktor. Der Transport, die Verteilung des Brennstoffes und die Förderung in den Reaktor werden durch eine sogenannte Dichtstromförderung vorgenommen. Dadurch kann die gesamte Versorgungskette des Reaktors mit Brennstoff ohne Schwerkraftförderung vorgenommen werden. Die Vergaseraustrittstemperaturen des Reaktors liegen bevorzugt oberhalb des Schlackeschmelzpunktes im Bereich 1200–2000°C und der Druck beträgt vorzugsweise 0.3–8 MPa.
  • Als Dichtstromförderung wird dabei eine pneumatische Förderung bezeichnet, die die Brennstoffpartikel nicht als Einzelpartikel transportiert, sondern in Form von dichten Füllungen oder Pfropfen, die den gesamten Rohrquerschnitt ausfüllen. In der Regel besitzen Dichtstromförderungen Geschwindigkeiten von 4 bis 5 m/s, wobei die hohe Beladung des Stoffstromes zu einer dennoch hohen Transportmenge führt. Die Dichtstromförderung ist sehr materialschonend und ist vor allem wenig störanfällig gegenüber verklebendem oder feuchtem Transportgut. Die vorliegende pneumatische Dichtstromförderung erfolgt bevorzugt bei Feststoffdichten von mindestens 100 kg/m3 und unter einem Differenzdruck von mindestens 0.5 bar.
  • Beansprucht wird insbesondere ein Zuführungssystem für fein zerteilte Brennstoffe zu einem gekühlten Reaktor zur Vergasung mit sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln unter Druck, wobei
    • • die Vergaseraustrittstemperaturen oberhalb des Schlackeschmelzpunktes im Bereich 1200–2000°C liegen und der Druck 0.3–8 MPa beträgt,
    • • und der fein zerteilte Brennstoff über ein Schleusensystem auf ein Druckniveau oberhalb der Vergaserdruckes gebracht, an mindestens einen Vorlagebehälter übergeben und von dort aus im Dichtstrom über mindestens eine Förderleitung einem oder mehreren Vergasungsbrennern an einem oder mehreren Vergasern dosiert zugeführt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass
    • • die Übergabe von mindestens zwei Schleusbehältern an mindestens einen Vorlagebehälter mittels pneumatischer Dichtstromförderung bei Feststoffdichten von mindestens 100 kg/m3 und unter einem Differenzdruck von mindestens 0.5 bar erfolgt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Brennstoff mit einer Mühle oder einer geeigneten Mahlvorrichtung in eine feinzerteilte Form gebracht. Dazu kann der Brennstoff in einer beliebigen Form zur Verfügung gestellt werden. Dieser kann in Form von Kohlestücken, Holzscheiten oder Plastikschredder bereitgestellt werden. Der Mahlprozess ist dabei ausdrücklicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist jedoch auch möglich, den Brennstoff bereits in feinzerteilter Form zu liefern. In diesem Fall wird nur die Beaufschlagung des Brennstoffes mit Druck und der Transport in den Reaktor beansprucht. In der Regel befindet ist jedoch der Mahlprozess ein integrierter Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere dann, wenn sich die mahlende Vorrichtung in räumlicher Nähe des Reaktors befindet.
  • Der feinzerteilte Brennstoff wird dann bevorzugt in einen Vorratsbehälter gegeben. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Brennstoff je nach Bereitstellung zu lagern und den Rohstofffluß abzupuffern. Auf diese Weise können Engpässe ausgeglichen werden, die durch spätere Auffüllung kompensiert werden. Dies ist von großem Vorteil, da dann bereits die Beaufschlagung mit Druck unter relativ konstantem Materialfluß erfolgen kann. Dadurch können spätere Druckschwankungen vermieden werden. Es ist möglich, auch den Vorratsbehälter bereits unter Druck zu setzen. Dies kann mit Synthesegas vorgenommen werden oder mit einem Inertgas. Es ist aber ausreichend, den Vorratsbehälter unter normalen Bedingungen zu lagern, wenn die vorschriftsmäßigen Sicherheitsanweisungen beachtet werden.
  • Für die erfindungsgemäße Ausführung des Verfahrens kommen alle festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffe in Betracht, die sich durch Zermahlen oder Zerkleinern in eine feinzerteilte Form bringen lassen. Dies können insbesondere alle Arten von Kohle sein, wozu Steinkohle, Braunkohle und prinzipiell Kohlen aller Inkohlungsarten geeignet sind. Als Brennstoffe sind aber auch biologische Brennstoffe wie Holz, Plastikabfälle oder Petrolkoks geeignet. Um das erfindungsgemäße Verfahren ausführen zu können, sollten sich die Brennstoffe lediglich in eine feinzerkleinerte und durch Dichtstromförderung transportierbare Form bringen lassen.
  • Nach dem Vorgang des Zerkleinerns und der Lagerung in dem Vorratsbehälter wird der Feststoff in das Schleussystem gegeben, in dem der Feststoff zur Durchführung der Vergasungsreaktion mit Druck beaufschlagt wird. Bevorzugt wird deshalb der feinzerteilte Feststoff in einem Vorratsbehälter zwischengelagert und dann in das Schleussystem gegeben.
  • Das Schleussystem besteht für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus mindestens zwei Schleusbehältern. Dadurch wird es ermöglicht, die Entleerungsvorgänge aneinander anzuschließen, so dass ein nahezu kontinuierlicher Materialfluß stattfindet. Das Aufpressen wird vorteilhaft mit Inertgasen (z. B. Stickstoff, Kohlendioxid) oder mittels Prozeßgasen von Inertgasqualität vorgenommen.
  • In einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei Schleusbehälter verwendet, um einen kontinuierlichen Materialfluß zu gewährleisten. Dadurch sind die Investitionskosten für die Anlage gering. In einer weiteren Ausführung der Erfindung können aber auch drei oder mehr Schleusbehälter verwendet werden. Dies ist insbesondere bei hohen Anlagendurchsätzen sinnvoll. Dadurch lässt sich die Belastung nachgeschalteter Entstaubungssysteme beim Entspannen der Behälter vermindern.
  • Nach dem Aufpressen der Behälter wird der darin befindliche Brennstoff dosiert abgegeben und der Druck in den Behältern wird entspannt. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Entspannungsgas genutzt, um den nächsten zyklusgemäßen Schleusbehälter mit Druck zu beaufschlagen. Dies kann durch direkte Einleitung des Entspannungsgases in den aufzupressenden Behälter oder aber zur Verbesserung der Energieeffizienz unter Zwischenschaltung einer Turbine erfolgen.
  • Um die Beladung des Expansionsgases mit Staub zu verringern, wird das entspannte Gas vorteilhaft in den Staubabscheider geleitet, der auch zum Entstauben des Gases aus dem Vorratsbehälter oder aus dem Mahlvorgang dient. Prinzipiell ist es auch möglich, das Gas mit mehreren unabhängigen Staubabscheidern von Feststoffstäuben zu reinigen. Um die Investitionskosten gering zu halten, ist es jedoch vorteilhaft, nur einen Staubabscheider zu verwenden. Das Entspannungsgas trägt auf diese Weise zum Inertisieren der Mahlvorrichtung oder des Vorratsbehälters bei.
  • Der Materialfluß aus den Schleusbehältern wird über mindestens ein Vereinigungselement der Nachförderleitung zugeführt. Um den Vorteil der Erfindung nutzen zu können, erfolgt die Entleerung der Schleusbehälter so nacheinander, dass ein nahezu kontinuierlicher Brennstofffluß zum Vorlagebehälter erreicht wird. Dadurch lässt sich der nachfolgende Vorlagebehälter für den Vergasungsreaktor mit einem kontinuierlichen und unter einem für die Vergasungsreaktion geeigneten Druck stehenden Materialfluß versorgen, wobei der Füllstand im Vorlagebehälter nahezu konstant bleibt. Der Brennstofffüllstand in dem Vorlagebehälter läßt sich mit der vorteilhaften Ausführung des Verfahrens so einstellen, dass er zeitlich um nicht mehr als ±30% schwankt. Bei einer fachmännischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ohne weiteres möglich, die Füllhöhenschwankung in dem Vorlagebehälter über einen langen Zeitraum in einem Bereich von nicht mehr als ±10% zu halten.
  • Für bestimmte Anforderungszwecke kann es auch vorteilhaft sein, zwei Schleusbehälter gleichzeitig zu entleeren. Dies kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn der Brennstofffluss aus dem Vorratsbehälter zeitweilig gering ist. In diesem Fall wird der Brennstofffluss aus zwei Behältern gleichzeitig ausgeführt. Der Gasausgleich zwischen den Behältern kann dann vorteilhaft über eine Gasverbindungsleitung zwischen den Behältern erfolgen.
  • Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch Prozesse gehören, die Folgeprozesse des erfindungsgemäßen Kohlevergasungsprozesses sind. Ebenfalls gehören zu dem erfindungsgemäßen Verfahren Verfahrensschritte, die für einen routinemäßigen Betrieb des Reaktors notwendig sind. Dies können beispielsweise Reinigungsschritte sein. Dies können aber auch unterstützende Verfahrensschritte wie das Zuführen von Gas zur Lockerung von Pfropfen sein. Die Erfindung beschreibt insbesondere auch eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren ausgeführt werden kann. Hierzu können sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung alle Anlagenteile befinden, die zum Betrieb einer Kohlevergasungsreaktion nach dem erfindungsgemäßen Prozess notwendig sind.
  • Beansprucht wird insbesondere eine Vorrichtung zum Zuführen fester, feinzerteilter kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einen Kohlevergasungsreaktor, wobei
    • • die Übergabe von mindestens zwei Schleusbehältern an mindestens einen Vorlagebehälter mittels pneumatischer Dichtstromförderung bei Feststoffdichten von mindestens 100 kg/m3 und unter einem Differenzdruck von mindestens 0.5 bar erfolgt.
  • Die Dichtstromförderung vom Schleusensystem zum Vorlagebehälter erlaubt es, den Vorlagebehälter auf gleicher oder unterschiedlicher geodätischer Höhe wie das Schleusensystem aufzustellen. Im Falle von den bisher bekannten Schwerkraftschleussystemen ist es zwingend erforderlich, dass sich die Schleusbehälter oberhalb des Vorlagebehälters befinden. Durch diese Maßnahme lässt sich die Bauhöhe der gesamten Anlage erheblich verkleinern. Auch ist möglich, das Schleusensystem und den Vorlagebehälter und den Reaktor in verschiedenen Gebäuden unterzubringen. Es ist auch ein Vorteil der Erfindung, niedrigere Bauhöhen für die entsprechenden Anlagen wählen zu können. Die Anordnung der verschiedenen Anlagenbauteile kann beliebig erfolgen, so dass man in der räumlichen Planung der Anlage flexibel ist.
  • Je nach Ausführung des Verfahrens ist es möglich, drei oder mehr Schleusenbehälter zum Aufpressen des Brennstoffes zu nutzen. Dies ist insbesondere bei Anlagen mit hohen Brennstoffdurchsätzen sinnvoll und kann auch dann sinnvoll sein, wenn häufig Schwankungen in der Versorgung mit Brennstoff vorkommen oder wenn höhere Drücke auf das Schleusensystem aufgepresst werden müssen. Die Schleusbehälter können eingangsseitig mit einem Vorratsbehälter verbunden sein, der sowohl mit Hilfe einer Dichtstromförderung als auch über Schwerkraftförderung den Brennstoff in die Schleusbehälter fördert. Hierzu kann an einer geeigneten Stelle zwischen dem Vorratsbehälter und den Schleusbehältern eine Zellradschleuse oder eine Materialweiche vorhanden sein. Es können sich auch Zwischenbehälter, Sendebirnen oder Gaseinspeisevorrichtungen zwischen dem Vorratsbehälter und den Schleusbehältern befinden.
  • Zur Versorgung der Kohlevergasungsanlage mit Brennstoff kann die Anlage auch eine Mahlvorrichtung oder eine Mühle enthalten. Diese kann beliebig geartet sein. Es kann sich beispielsweise um eine Kugelmühle oder eine Trommelmühle handeln. Schliesslich kann die Mühle auch zusätzliche Zerkleinerungsvorrichtungen enthalten wie Häcksler für Holz oder Brechvorrichtungen für Kohle. Die Mühle oder Brechvorrichtung kann auch mit Gas beaufschlagbar sein oder inertisierbar sein.
  • Hinter der Mühle befindet sich bevorzugt eine Vorrichtung zum Staubabscheiden. Dies kann ein Zyklon sein oder ein Elektrostaubabscheider. Dies kann aber auch eine Staubfiltereinrichtung sein, die mit Tüchern arbeitet oder es können sich Filterkerzen hinter der staubabscheidenden Vorrichtung befinden. Diese Vorrichtungen können einzeln verwendet werden oder in Kombination.
  • Die Schleusbehälter können beliebig geartet sein. Diese können als Zylinder geartet sein oder als Kugel. Bevorzugt sind sie so geformt, dass sie Brennstoffverkrustungen entgegenwirken. Deshalb laufen sie idealerweise nach unten spitz zu. Die Ausführung des Brennstoffes erfolgt dann abwärts in Schwerkraftrichtung. Auch die Vorratsbehälter und der nachfolgende Vorlagebehälter sind bevorzugt so geformt. Die Schleusbehälter besitzen Einlassventile, die durch die die Schleusbehälter mit Druck beaufschlagbar sind. Die Schleusbehälter besitzen auch Ventile zum Entspannen des Gases und zum Druckausgleich zwischen den Behältern. Daran schließen sich dann in der Regel Gasleitungen an, über die diese Verfahrensschritte vorgenommen werden können.
  • Die entspannten Gase können in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung zurück in die Mahlvorrichtung und/oder in den Vorratsbehälter für den Brennstoff gegeben werden. Um das Gas vor Austritt aus dem System oder vor Rezirkulation zur Verwendung innerhalb der Anlage von Staub zu befreien, führen die Leitungen bevorzugt über den Staubabscheider. Dieser trennt den Staub ab und führt diesen einer geordneten Entsorgung zu oder führt ihn beispielsweise wieder dem Vorratsbehälter zu. Die Leitungen können an jeder beliebigen Stelle Gaseinleitungsvorrichtungen enthalten. Dies können beispielsweise sogenannte „Booster” sein. Insbesondere aber können die Ausführungsvorrichtungen für Feststoff, an denen es leicht zu einem Festbacken von Brennstoff oder zu Verpfropfungen kommen kann, zusätzliche Gaseinleitungsvorrichtungen enthalten, mit denen der Feststoff durch Auflockern weitertransportiert werden kann. Auch die Schleusbehälter können an jeder beliebigen Stelle Einleitungsvorrichtungen für Gas enthalten.
  • Am Materialaustrag der Schleusbehälter befindet sich dann ein Verbindungsstück, das den Materialfluß aus den Schleusbehältern auf das Vereinigungselement führt. Die genannten Vorrichtungen müssen für hohe Drücke ausgelegt sein, da der Brennstoff nach Verlassen der Schleusbehälter für die Vergasungsreaktion unter Druck steht. Um einen geregelten Materialfluß zu ermöglichen, sind die Schleusbehälter vorteilhaft so montiert, das sie symmetrisch zu dem Vereinigungselement angeord net sind, so dass Verbindungsstücke zwischen den Schleusbehältern und dem Vereinigungselement bevorzugt gleich lang sind.
  • Auch das Verbindungsstück oder das Vereinigungselement lassen sich für die Materialverteilung vorteilhaft mit Gas beaufschlagen. Hierzu befindet sich an dem Vereinigungselement bevorzugt ein Gaseinleitungsstutzen oder eine gaseinlassende Vorrichtung. Auch der Vorlagebehälter enthält in einer Ausführung der Erfindung Vorrichtungen zum Aufpressen von Gas oder Gaseinleitungsvorrichtungen.
  • Die Rohrleitung zum Zuführen von Feststoff in den Vorlagebehälter lässt sich gut unterhalb des Feststoffniveaus in den Vorlagebehälter führen. Da das Feststoffniveau für die vorteilhafte Ausführung des Verfahrens nur geringen Schwankungen unterliegt, kann dies in einer unteren oder mittigen Höheposition des Vorlagebehälters sein. Dadurch kann bei gutem Gashaltevermögen des Feststoffs eine geringere Schüttungsdichte im Vorlagebehälter realisiert werden, was den Gasbedarf für die Förderung zu den Brennern reduziert.
  • Der Kohlevergasungsreaktor, der mit dem erfindungsgemäßen Versorgungssystem für Brennstoff verbunden ist, kann beliebig geartet sein. Auch die Brenner des Kohlevergasungsreaktors können beliebig geartet sein. Diese sollten aber so konstruiert sein, dass sie über eine Dichtstromförderung mit Brennstoff versorgt werden können. Auch die gesamte Anlage kann Vorrichtungen enthalten, die für Folgeprozesse erforderlich sind oder für einen geregelten Anlagebetrieb einer Kohlevergasungsanlage benötigt werden. Diese sind ausdrücklich Teil der Erfindung, wenn die damit verbundene Kohlevergasungsanlage mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Versorgung mit Brennstoff ausgerüstet ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an jeder Stelle Anlagenteile enthalten, die zum Betrieb einer Versorgungseinrichtung für feste Brennstoffe erforderlich sind. Dies können Pumpen sein, dies können aber auch Heiz- oder Kühlvorrichtungen sein. Hierzu gehören auch Ventile oder Absperrvorrichtungen. Diese können prinzipiell an jeder beliebigen Stelle angebracht werden. Möglich ist es selbstverständlich auch, an jeder beliebigen Stelle Sendebirnen oder Pufferungseinrichtungen anzubringen. Auch die Konstruktion von sogenannten „Boostern” (Gaseindüsern) ist möglich. Schließlich gehören zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Thermometer oder Durchflusssensoren für Gase und Feststoffe, Drucksensoren, Füllstandsmeßgeräte oder sonstige Messeinrichtungen.
  • Durch die Konstruktionsweise mit der Dichtstromförderung von den Schleusenbehältern und dem Vorlagebehälter ist es möglich, die gesamte Konstruktion der Anlage in einer niedrigen Bauweise zu gestalten. Die Anlagenteile können durch die schwerkraftunabhängige Förderung in einer beliebigen Weise aufgestellt werden. Durch dieses System lässt sich ein erheblicher Platz für Konstruktion der gesamten Anlage einsparen. Durch das System der mehrfachen Schleusbehälter und des vorgelagerten Vorratsbehälters sowie dem konstant gefüllten Vorlagebehälter lässt sich eine störungsfreie und zeitlich sehr konstante Förderung von Brennstoff in den Vorlagebehälter erreichen, auch über einen längeren Zeitraum. Dies dient der Anlagensicherheit und ermöglicht eine gleichbleibend hohe Produktqualität.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand von zwei Zeichnungen genauer erläutert, wobei die Ausführungsform nicht auf diese Zeichnungen beschränkt ist.
  • 1 zeigt den Prozessfluss einer Anlage zur Vergasung von Kohle, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Versorgung von Brennstoff ausgerüstet ist. Der Brennstoff wird angeliefert (1) und gelangt in eine Mühle oder eine geeignete Mahlvorrichtung (2). Der feinzerteilte Brennstoff wird dann über einen Staubabscheider (3) in einen Vorratsbehälter (4) geleitet (3a). Dort wird der Brennstoff auf Vorrat gelagert. Danach gelangt dieser in die Schleusbehälter. Diese sind hier in zweifach angeordnet (5a, 5b). Die Schleusbehälter dienen dazu, den Brennstoff durch Gaszufuhr unter Druck zu setzen. Dazu befinden sich an den Schleusbehältern Einleitungsvorrichtungen für Gas oberhalb der Schüttung (6a, 6b) und in die Schüttung (6'a, 6'b). Zwischen den Schleusbehältern befindet sich eine Ausgleichsleitung (7), die bei Bedarf geöffnet werden kann. Aus den Schleusbehältern führt eine Gasleitung (8) zur Entspannung des Druckes, über die das entspannte Gas vollständig oder auch nur teilweise zur Inertisierung in der Mahlvorrichtung genutzt werden kann. Das entspannte Gas kann allerdings auch zur Inertisierung des Vorratsbehälters (4) genutzt werden. Dazu wird dieses vorteilhaft über eine Leitung (8a) in den Staubabscheider (3) geleitet. Um das mittels Gebläse (8c) zurückgeführte Kreislaufgas (8d) der Mahlanlage auf geeignete Temperaturen zu bringen, kann sich in der Leitung ein Wärmetauscher (8b) oder eine andere geeignete Vorrichtung zum Aufheizen befinden. Hinter den Schleusbehältern wird der feinzerteilte Brennstoff über entsprechende Verbindungsleitungen (9a, 9b) ausgeführt und gelangt in ein Vereinigungselement (10). Auch das Vereinigungselement kann über eine Leitung (11) mit Gas beaufschlagt werden. Das feinzerteilte Material gelangt dann mittels Dichtstromförderung (12) in einen Vorlagebehälter (13).
  • In der in 1 dargestellten Variante nutzen zwei Schleusbehälter über das Vereinigungselement eine Dichtstromleitung (12). Dies geschieht vorteilhaft in der Weise, dass die Schleusbehälter abwechselnd den Feststoff über das Vereinigungselement in die Nachförderleitung einspeisen. Um die Überbrückungszeit zum Umschalten zwischen den Schleusbehältern zu minimieren und um eine nahezu lückenlose Feststoffförderung zu erreichen, ist es vorteilhaft, beide Schleusbehälter während des Umschaltvorgangs zeitlich überlappend an das Vereinigungselement anzukoppeln. Dazu ist ein Druckausgleich zwischen dem in Kürze leergeförderten und dem noch vollständig befüllten Schleusbehälter über die vorgesehene Druckausgleichleitung (7) hilfreich. Die beschriebene Vorgehensweise ist natürlich auch mit mehr als zwei Schleusbehältern möglich und vorteilhaft. Im Falle von mehr als zwei Schleusbehältern ergibt sich zusätzlich die Möglichkeit, das Entspannungsgas desjenigen Schleusbehälters, der soeben leergefördert wurde und nun entspannt werden muß, um Feststoff aus dem drucklosen Vorratsbehälter aufnehmen zu können, in einen noch drucklosen Schleusbehälter zu dessen teilweise Bespannung zu verwenden. In der Verbindungsleitung (9a, 9b) befinden sich zwei Armaturen (nicht dargestellt), eine in der Nähe des Behälterauslaufs, eine in der Nähe des Vereinigungselementes (10). Nachdem ein Schleusbehälter bis zu einem Mindestfüllstand geleert wurde und per Armatur (Nähe Vereinigungselement) vom Vereinigungselement abgesperrt wurde, ist ein Spülen bzw. Freiblasen (9'a, 9'b) der Verbindungsleitung sinnvoll, bevor die zweite Armatur geschlossen wird.
  • Im Vorlagebehälter herrscht idealerweise ein konstantes Füllstandsniveau (13a). Das Druckniveau des Vorlagebehälters kann über eine geeignete Abfuhrleitung (22) oder Zufuhrleitung (23) konstant gehalten werden. Aus dem Vorlagebehälter erreicht der Feststoff den Kohlevergasungsreaktor (16) mit einem oder mehreren Brennern (17a, 17b). Die gesamte Vorrichtung zur Versorgung mit Brennstoff befindet sich hier in einem separaten Anlagenteil (18a). Der Kohlevergasungsreaktor befindet sich zusammen mit dem Vorlagebehälter in einem anderen Gebäudeteil (18b). Auf diese Weise lässt sich eine niedrige Bauhöhe der gesamten Anlage erreichen.
  • Die bereits genannten Vorteile der Erfindung, die insbesondere in einer erheblichen Verminderung der Anzahl der Ausrüstungen, der Bauhöhe – d. h. in der Verminderung der Investkosten sowie in einer erhöhten Betriebssicherheit bestehen, werden durch eine moderate Zunahme des Bedarfes an Bespannungsgas erkauft. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Teil des zur Dichtstromförderung des Feststoffes in der Nachförderleitung (12) verwendeten Gases, der zur Verdünnung unter die im Vorlagebehälter (13) herrschende Feststoffdichte verwendet wurde, als Überschussgas nicht für die Einspeisung in den Kohlevergasungsreaktor (16) genutzt werden kann, siehe 2. Sind keine zusätzlichen Einrichtungen vorhanden, muß er ungenutzt als Überschußgas (22) abgegeben werden. Gleichzeitig wird im als Sendegefäß aktiven Schleusbehälter (5) eine vielfach größere Gasmenge als Ersatz für das entnommene Feststoffvolumen benötigt (”Replacement”). Es bietet sich daher an, den Gasbedarf dadurch zu vermindern, dass das Überschussgas aus dem Vorlagebehälter (13) als Rückgasstrom (21) zum Schleusbehälter zurückgeleitet und dort zur teilweisen Substitution des Replacement-Gasbedarfs verwendet wird. Dies kann mittels eines Gebläses oder einer anderen Vorrichtung zur Druckerhöhung geschehen. Aufgrund des geringen zu überwindenden Differenzdruckes zwischen Vorlagebehälter (13) und Schleusbehälter (5) bei gleichzeitig hohem Systemdruck bietet sich hierzu insbesondere eine Gasstrahlpumpe an. Zudem ist sie auch zur Förderung von staubhaltigem Gas befähigt, eine Entstaubung ist nicht erforderlich. Als Treibgas findet das zum Zweck des ”Replacement” zugeführte Bespannungsgas Verwendung, das bei signifikant höherem Druck bereitsteht. Die Druckseite der Strahlpumpe wird auf den jeweils aktiven Schleusbehälter umgeschaltet. Unter typischen Betriebsverhältnissen liegt der Anteil des Rückgases bei etwa 25% der Replacement-Gasmenge. Gleichzeitig beträgt der Vordruck des Bespannungsgases (20, 24) etwa 10 bar gegenüber dem Schleusbunker (5), während der Druck des Rückgases (21) um nur ca. 1–2 bar unter dem Druck des Schleusbunkers liegt. Dem Fachmann machen diese Zahlenverhältnisse deutlich, dass das System ”Strahlpumpe” unter den genannten Bedingungen voll funktionsfähig ist.
  • Die Gasrückführung ist folgendermaßen in die Druckregelung des Vorlagebehälters (13) eingebunden: Ausgehend von der Überlegung, dass bei konstanten Betriebsbedingungen Überschussgas aus dem Vorlagebehälter abzuführen ist, ist die Gasrückführung (21) Bestandteil der als Split-range aufgebauten Gasabfuhr. Druckanstieg im Vorlagebehälter wird vermieden, indem zunächst die Armatur in der Gasrückführung weiter geöffnet wird. Die freigegebene Gasmenge wird von der Gasstrahlpumpe abgesaugt und in den Schleusbehälter (5) eingespeist. Steigt der Druck im Vorlagebehälter weiter an obwohl die Rückführarmatur voll geöffnet ist, so wird der Überfluß als Überschussgas (22) abgegeben. Auch dies Gas kann gegebenenfalls nutzbringend verwendet werden, z. B. zur Substitution von Spülgasen, die dem Vergasungsreaktor an verschiedenen Stellen zugeführt werden. Sollte – insbesondere beim Anfahrvorgang – eine Drucksteigerung des Vorlagebehälters erforderlich sein, die nicht über das Überschussgas realisiert werden kann (Armaturen in Leitungen 21 und 22 geschlossen), so wird die Fehlmenge mittels frischem Bespannungsgas über Leitung 23 bereitgestellt.
  • Das als Treibgas für die Strahlpumpe verwendete Bespannungsgas wird über die Druckregelung des Schleusbehälters nachgeführt. Je nach Stellung des Drosselorgans in der Rückgasleitung liegt die Treibgasmenge bei 70–100% des Replacement-Gasbedarfes. Der Sollwert des Schleusbunkerdruckes wird über eine Kaskade (nicht dargestellt) aus dem Stand im Vorlagebehälter ermittelt (bzw. aus dessen Gewicht). Für den Stand ist ein fester Sollwert (z. B. 50%) vorgegeben. Bei Überschreiten des Sollwertes wird der von der Reglerkaskade vorgegebene Wert des Differenzdruckes zwischen Schleus- und Vorlagebehälter verringert, so dass der nachgeförderte Feststoff-Massenstrom abnimmt, bei Unterschreitung des Stand-Sollwertes erfolgt ein entgegengesetzter Reglereingriff.
  • 1
    Brennstoffzufuhr
    2
    Mühle oder Mahlvorrichtung
    3
    Staubabscheider
    3a
    Brennstoffleitung vom Staubabscheider zum Vorratsbehälter
    4
    Vorratsbehälter
    5, 5a, 5b
    Schleusbehälter
    6, 6a, 6b
    Gaseinleitung
    6'a, 6'b
    Gaseinleitung
    7
    Ausgleichsleitung zwischen den Schleusbehältern
    8
    Entspannungsleitung
    8a
    Gasleitung für Entspannungsgas zum Staubabscheider
    8b
    Wärmetauscher
    8c
    Gebläse
    8d
    Kreislaufgas
    9a, 9b
    Verbindungsstücke
    9'a, 9'b
    Gaseinleitung
    10
    Vereinigungselement
    11
    Gasleitung
    12
    Nachförderleitung
    13
    Vorlagebehälter
    13a
    Füllstand im Vorlagebehälter
    14
    Entspannungsleitung
    15a, 15b
    Brennstoffleitungen zum Brenner
    16
    Kohlevergasungsreaktor
    17a, 17b
    Brenner am Kohlevergasungsreaktor
    18a
    Gebäude der Mahlanlage
    18b
    Gebäude der Gaserzeugung
    19
    Druckerhöhungsorgan
    20
    Gas
    21
    Rückgas
    22
    Überschußgas
    23
    Gas
    24
    Treibgas
    Δp
    Druck als Regelgröße
    PC
    Druckregelgeräte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 5143521 A [0011]
    • - DE 102005047583 A1 [0012]

Claims (25)

  1. Zuführungssystem für fein zerteilte Brennstoffe zu einem gekühlten Reaktor (16) zur Vergasung mit sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln unter Druck, wobei • die Vergaseraustrittstemperaturen oberhalb des Schlackeschmelzpunktes im Bereich 1200–2000°C liegen und der Druck 0.3–8 MPa beträgt, • und der fein zerteilte Brennstoff über ein Schleusensystem (5) auf ein Druckniveau oberhalb der Vergaserdruckes gebracht, an mindestens einen Vorlagebehälter (13) übergeben und von dort aus im Dichtstrom über mindestens eine Förderleitung (15a) einem oder mehreren Vergasungsbrennern (17a) an einem oder mehreren Vergasern (16) dosiert zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass • die Übergabe von mindestens zwei Schleusbehältern (5a, 5b) an mindestens einen Vorlagebehälter (13) mittels pneumatischer Dichtstromförderung bei Feststoffdichten von mindestens 100 kg/m3 und unter einem Differenzdruck von mindestens 0.5 bar erfolgt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusbehälter (5a, 5b) räumlich in die Mahlanlage (1) integriert sind und aus mindestens einem Vorratsbehälter (4) für fein zerteilten, getrockneten Brennstoff im Schwerkraftfluß befüllt werden.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleusensystem (5) aus drei oder mehr Schleusbehältern besteht, die von außen unter Druck gesetzt werden können.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleusensystem (5) rückwärtig mit einem Vorratsbehälter (4) verbunden ist, der das Schleusensystem kontinuierlich über eine Dichtstromförderleitung mit feinzerteiltem Brennstoff versorgt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich an jeder beliebigen Stelle des Schleussystems (5), der Dichtstromförderlei tungen oder des Vorlagebehälters (13) Einleitungsstutzen für Gas befinden, über die die Förderung oder der Feststofftransport beeinflusst werden kann.
  6. Verfahren unter Verwendung einer Vorrichtung entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungsgase (8) der Schleusbehälter (5a, 5b) mindestens zum Teil zur Inertisierung des Mahlkreislaufes benutzt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Staubabscheidevorrichtung (3) der Mahlanlage auch zur Entstaubung der Entspannungsgase (8a) der Schleusbehälter (5) benutzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bespannung durch zugeführtes Gas (6a, 6b) eine gegenseitige Bespannung der Schleusbehälter (5a, 5b) vorangeht.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtstromförderung von den Schleusbehältern (5) zu den Vorlagebehältern (13) über eine Anzahl von Nachförderleitungen (12) erfolgt, die geringer ist als die Anzahl der Schleusbehälter (5).
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff aus dem Auslauf jedes Schleusbehälters (5) über ein Verbindungsstück (9a, 9b) zu Vereinigungselementen (10) und dann in die Nachförderleitung (12) gelangt, wobei die Anzahl der Vereinigungselemente niedriger als die Anzahl der Schleusbehälter und mindestens gleich der Anzahl der Nachförderleitung ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinigungselemente (10) möglichst nah am und vorzugsweise symmetrisch zu den Auslaufstutzen der Schleusbehälter (5) angeordnet sind.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zeitweise mindestens zwei Schleusbehälter (5) die Nachförderleitung (12) gleichzeitig mit Feststoff versorgen, wobei die Schleusbehälter über eine Ausgleichleitung (7) miteinander verbunden sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorlagebehälter (13) räumlich in der Nähe der Vergasungsanlage (16), vorzugsweise im Gebäude de Gaserzeugung (18b) befindet.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geodätische Aufstellungshöhe der Schleusbehälter (5) kleiner als die Aufstellungshöhe des Vorlagebehälters (13) sein kann.
  15. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachförderleitung (12) unterhalb der Feststoffgrenzfläche in den Vorlagebehälter (13) mündet.
  16. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der festen, feinkörnigen Brennstoffe < 0.5 mm ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachförderung aus den Schleusbehältern (5) durch Anpassung des Differenzdruckes zwischen Schleus- und Vorlagebehälter so geregelt wird, dass der Füllstand im Vorlagebehälter (13) konstant gehalten wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch Zu- oder Abfuhr von Gas (6a, 6b) in den Freiraum der Schleusbehälter die Druckdifferenz zwischen Schleusbehälter (5) und Vorlagebehälter (13) beeinflußt und als Regelgröße für den Feststofftransport genutzt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch Zugabe von Gas (15) in den Schleusbehälter in unmittelbarer Nähe des Auslaufstutzens der Feststoffaustrag unterstützt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte in der Nachförderleitung (12) durch Zugabe von Gas (11) in die Nachförderleitung (12) und/oder in das Vereinigungselement (10) eingestellt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachförderleitung (12) durch Zugabe von Gas (11) in die Nachförderleitung (12) selbst und/oder in das Vereinigungselement (10) gespült werden kann.
  22. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke (9a, 9b) zwischen Schleusbehälter (5) und Vereinigungselement mit Gas (9'a, 9'b) beaufschlagt werden.
  23. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die am Austritt des Schleusbehälters (5) zugeführte (Förder-)Gasmenge (15) im Vorlagebehälter (13) zurückgewonnen und mittels eines Druckerhöhungsorgans (19), vorzugsweise einer Strahlpumpe, in den Schleusbehälter (5) zurückgeführt wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Strahlpumpe der die Druckhaltung am Schleusbehälter (5) gewährleistende Gasstrom (24) verwendet wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Vorlagebehälter (13) zurückgeführte Strom über ein auf der Saugseite des Druckerhöhungsorgans (19) angeordnete Stellarmatur justiert wird, die Bestandteil der Druckregeleinrichtung des Vorlagebehälters ist.
DE200810012733 2008-03-05 2008-03-05 Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor Ceased DE102008012733A1 (de)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810012733 DE102008012733A1 (de) 2008-03-05 2008-03-05 Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor
TW098104894A TWI461522B (zh) 2008-03-05 2009-02-17 用於煤的氣化反應器之連續燃料供應系統
EP09716355A EP2249953A2 (de) 2008-03-05 2009-02-18 Nachfördersystem in einen kohlevergasungsreaktor
RU2010140625/04A RU2496854C2 (ru) 2008-03-05 2009-02-18 Система непрерывной подачи топлива в реактор для газификации угля
PCT/EP2009/001146 WO2009109297A2 (de) 2008-03-05 2009-02-18 Nachfördersystem in einen kohlevergasungsreaktor
CN2009801077351A CN101965223A (zh) 2008-03-05 2009-02-18 至煤气化反应器的后输送系统
US12/736,039 US20110100274A1 (en) 2008-03-05 2009-02-18 Continuous fuel supply for a coal gasification reactor
CA2716621A CA2716621C (en) 2008-03-05 2009-02-18 Continuous fuel supply system for a coal gasification reactor
BRPI0908981-0A BRPI0908981A2 (pt) 2008-03-05 2009-02-18 Sistema de abastecimento contínuo de combustível para um reator de gaseificação de carvão
UAA201011712A UA106039C2 (uk) 2008-03-05 2009-02-18 Пристрій і спосіб для подачі твердих паливних матеріалів в реактор для газифікації вугілля
AU2009221259A AU2009221259B2 (en) 2008-03-05 2009-02-18 Continuous fuel supply system for a coal gasification reactor
KR1020107019555A KR101659096B1 (ko) 2008-03-05 2009-02-18 석탄 가스화 반응기를 위한 연속적인 연료 공급 시스템
MX2010009718A MX2010009718A (es) 2008-03-05 2009-02-18 Sistema de re-suministro en un reactor de gasificacion de carbon.
ZA2010/06297A ZA201006297B (en) 2008-03-05 2010-09-02 Continuous fuel supply system for a coal gasification reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810012733 DE102008012733A1 (de) 2008-03-05 2008-03-05 Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008012733A1 true DE102008012733A1 (de) 2009-09-10

Family

ID=40936244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810012733 Ceased DE102008012733A1 (de) 2008-03-05 2008-03-05 Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008012733A1 (de)
UA (1) UA106039C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011042194A3 (de) * 2009-10-10 2011-07-21 Choren Industries Gmbh Dosiervorrichtung, dichtstromförderanlage und verfahren zum zuführen von staubförmigem schüttgut
DE102009048931B4 (de) * 2009-10-10 2014-06-18 Linde Ag Dosieranlage, Dichtstromförderanlage und Verfahren zum Zuführen von staubförmigem Schüttgut

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5143521A (en) 1990-09-27 1992-09-01 Shell Oil Company Method for producing gas using energy recovering coal feeding steps
DE102005047583A1 (de) 2005-10-04 2007-04-12 Future Energy Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur geregelten Zufuhr von Brennstaub in einem Flugstromvergaser

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5143521A (en) 1990-09-27 1992-09-01 Shell Oil Company Method for producing gas using energy recovering coal feeding steps
DE102005047583A1 (de) 2005-10-04 2007-04-12 Future Energy Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur geregelten Zufuhr von Brennstaub in einem Flugstromvergaser

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011042194A3 (de) * 2009-10-10 2011-07-21 Choren Industries Gmbh Dosiervorrichtung, dichtstromförderanlage und verfahren zum zuführen von staubförmigem schüttgut
DE102009048931B4 (de) * 2009-10-10 2014-06-18 Linde Ag Dosieranlage, Dichtstromförderanlage und Verfahren zum Zuführen von staubförmigem Schüttgut
US8899884B2 (en) 2009-10-10 2014-12-02 Linde Ag Metering system, dense phase conveying system and method for supplying bulk material in powder form

Also Published As

Publication number Publication date
UA106039C2 (uk) 2014-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009109297A2 (de) Nachfördersystem in einen kohlevergasungsreaktor
DE102005047583C5 (de) Verfahren und Vorrichtung zur geregelten Zufuhr von Brennstaub in einen Flugstromvergaser
DE102008052673A1 (de) Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor
DE102009048961B4 (de) Dosiervorrichtung, Dichtstromförderanlage und Verfahren zum Zuführen von staubförmigen Schüttgut
DE2831208A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur druckvergasung staubfoermiger brennstoffe
WO2008022895A2 (de) Eintragssystem
EP2302018A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen trockenen Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors
WO2009103697A2 (de) Staubeintragsystem
WO2012136778A2 (de) Membran-staubpumpen-system
DE3809851A1 (de) Verfahren zum foerdern eines feinkoernigen bis staubfoermigen brennstoffes in einen unter erhoehtem druck stehenden vergasungsreaktor
DE102008012733A1 (de) Nachfördersystem in einen Kohlevergasungsreaktor
WO2010037601A1 (de) Staubdosiersystem für hohe drücke durch eine kombination von staubpumpe und schleuse
DE102007034524A1 (de) Simultane Vergasung von Kohlen stark unterschiedlichen Inkohlungsgrades in der Flugstromvergasung
EP2364348A2 (de) Verfahren und anlage zur versorgung eines reaktors zur erzeugung von rohsynthesegas
DE102012217890B4 (de) Kombination von Druckaufladung und Dosierung für eine kontinuierliche Zuführung von Brennstaub in einen Flugstromvergasungsreaktor bei langen Förderstrecken
DE4102965C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Fördern eines feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffes in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsreaktor
WO2012175464A1 (de) Vergleichmässigte einspeisung von stäuben mit fester drosselstelle in der staubförderleitung
DE102009048931A1 (de) Dosieranlage, Dichtstromförderanlage und Verfahren zum Zuführen von staubförmigem Schüttgut
WO2013045266A2 (de) Pneumatische brennstoffzuführung von einem dosiergefäss zu einem vergasungsreaktor mit hohem differenzdruck
WO2008132072A2 (de) Gemeinsamer einsatz von kohlendoxid und stickstoff in einer komponente eines staubeintragsystems für die kohlenstaubdruckvergasung
DE102012104866B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Schüttgutschleuseneinrichtung
DE102013107592B4 (de) Verfahren zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Feststoffen mit gasförmigen, sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln in einem Wirbelschichtgasprozess in einem Hochtemperatur-Winkler-Vergaser
DE102011083210B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur pneumatischen Förderung von Stäuben mit einer reduzierten Menge an Fluidisierungsgas
DD161080A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum vergasen von festen brennstoffen
DD141164A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von roheisen im hochofen

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: UHDE GMBH, 44141 DORTMUND, DE

Effective date: 20141029

R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20141211

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C10J0003460000

Ipc: C10J0003500000

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final