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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Flugstromvergasung
fester Bennstoffe unter Druck.
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Bei
den bekannten Verfahren der Flugstromvergasung werden staubförmige,
kohlenstoffhaltige (C-haltige) Brennstoffe mit Vergasungsmitteln,
die überwiegend aus Sauerstoff bestehen, bei Temperaturen über
dem Fließpunkt der Asche zu den Vergasungsprodukten Rohgas
und Schlacke umgewandelt. Um die Asche aufzuschmelzen, sind im Vergasungsraum
sehr hohe Temperaturen erforderlich. Je nach Aschefließpunkt
liegen sie bei ca. 1.400 bis 1.600°C. Die Rohgase und die
Schlacke müssen bei diesen hohen Temperaturen am Austritt
aus dem Flugstromvergaser abgezogen werden. Der spezifische Sauerstoffbedarf
bezogen auf die staubförmigen Brennstoffe ist im Vergleich
zu Vergasungsverfahren, die wie die Wirbelschichtvergasung bei Temperaturen
arbeiten, die um ca. 400 bis 600 K niedrigere Austrittstemperaturen
der Rohgase aufweisen, um ca. 20 bis 30% höher. Brennstoffe
mit hohen Aschegehalten, bezogen auf den trockenen Brennstoff, von
mehr als ca. 20 Ma.-% und hohen Aschefließpunkten über
ca. 1.400°C, können weder energetisch effizient
noch zu wirtschaftlich vertretbaren Bedingungen in bekannten Flugstromvergasungsverfahren
verwertet werden. Von entscheidendem Nachteil ist weiterhin, dass
bei der Flugstromvergasung ein sehr hoher betriebs- und anlagentechnischer
Aufwand betrieben werden muss, um die Schlacke vor der weiteren
Verwendung der Rohgase von diesen zu trennen, insbesondere dann,
wenn die fühlbare Wärme der aus dem Flugstromvergaser austretenden
heißen Rohgase zur Erzeugung von Abhitzedampf genutzt werden
soll. Hierzu müssen die Rohgase unmittelbar nach dem Austritt
aus dem Vergasungsraum des Flugstromvergasers auf kurzer Distanz
stark abgekühlt/gequencht werden, bevor sie in die Rohgaswärmetauscher
eintreten können. Es wurden viele Varianten des externen
Rohgasquenches entwickelt, wovon sich der Gasquench und der chemische
Quench technisch durchgesetzt haben. Die Anwendung des Gasquenches
führt zu Verlusten an arbeitsfähiger Wärme
(Exergie). Beim chemischen Quench, bei dem kohlenstoffhaltige Stoffe
in den heißen Rohgasstrom eingemischt werden, wird dieser
Nachteil weitgehend umgangen. Jedoch ist der chemische Quench im
Dauerbetrieb mit hohem technischem Aufwand sowie mit gravierenden
Nachteilen, wie z. B. Teer- und Russbildung sowie Ansatzbildung,
verbunden. Um den hohen Aufwand für die Abhitzenutzung
zu umgehen, wird für die Abkühlung der aus dem
Flugstromvergaser austretenden, heißen sowie schlackehaltigen
Rohgase als Alternative die Quenchkühlung mit Wasser angewendet.
Diese ist zwar einfach und robust, hat aber den Nachteil, dass die
bei der Wasserverdampfung anfallende Niedertemperaturwärme
praktisch nur in den seltensten Fällen genutzt werden kann.
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DE 26 40 180 B offenbart
die Vergasung von Festbrennstoffen unterschiedlicher Korngröße (Staub
bis grobkörnig) mit einem unteren Festbett und einer oberen
Staubvergasungszone, wobei über dem Festbett eine Wirbelschicht
erzeugt und darüber eine Staubvergasung vollzogen werden
soll. Der Festbrennstoff soll in die Wirbelschicht eingetragen werden.
Im Prozess selbst soll eine Trennung des Brennstoffes in Anteile
unterschiedlicher Größe stattfinden.
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Die
Lehre nach
DE 26 40
180 B ist nicht geeignet, um eine vollständige
Vergasung durchzuführen, da erhebliche Mengen an aschehaltigem
Koksstaub in das Produktgas gelangen und aus diesem abgeschieden
werden müssen. Eine Rückführung in den
Prozess scheidet aus, da sich aschehaltige Staubanteile innerhalb
kurzer Zeit im Prozess so weit anreichern würden, dass
der Prozess zum Erliegen käme. Desweiteren bleiben andere
grundlegende Fragen ungelöst, insbesondere die Anpassung
der Prozessführung an die oftmals sich beliebig verändernden
Korngrößenverteilungen und Aschegehaltsschwankungen
sowohl der Gesamtasche als auch der einzelnen Korngrößenfraktionen.
Beispielsweise würde das Festbett in die Wirbelschicht „hineinwachsen”,
wenn der Grobkornanteil der Festbrennstoffe zu hoch wird und aus
bilanziellen und fluiddynamischen Begrenzungen nicht genügend
Vergasungsmittel in das Festbett eingebracht werden kann. Der mit
DE 26 40 180 B vorgeschlagene
Prozessvorschlag konnte sich mindestens aus den genannten Gründen
technisch nicht durchsetzen.
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Aus
den dargestellte Nachteilen leitet sich die Aufgabe der Erfindung
ab, das Verfahren der Flugstromvergasung grundlegend weiterzuentwickeln,
damit die gravierenden Nachteile der Flugstromvergasung gelöst
werden, insbesondere dass Brennstoffe mit hohen Aschegehalten und
hohen Aschefließpunkten problemlos eingesetzt werden können,
dass die am Austritt des Vergasers anfallenden Rohgase ohne Inanspruchnahme
einer externen Quenchung einer Abhitzenutzung in Rohgaswärmetauschern
zugeführt und die anfallenden Aschen bzw. Schlacken mit
geringem anlagentechnischen Aufwand von den Rohgasen abgetrennt
und aus dem Flugstromvergaser ausgetragen werden können,
wobei sicherzustellen ist, dass die eingesetzten staubförmigen
Brennstoffe im Flugstromvergaser praktisch vollständig
vergast werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Flugstromvergasung
fester Brennstoffe unter Druck gemäß den Merkmalen
nach Anspruch 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 11
beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Flugstromvergasung
fester Brennstoffe unter Druck, bei dem feste Brennstoffe mit Vergasungsmitteln,
die überwiegend aus Sauerstoff bestehen, im Flugstrom zu
den Vergasungsprodukten Rohgas und Schlacke umgewandelt werden,
ist dadurch charakterisiert, dass in einem aufwärts gerichteten,
intern zirkulierenden Flugstrom unter Verwendung erster sauerstoffreicher
Vergasungsmittel
- a) eine weitgehend vollständige
Vergasung der C-haltigen Bestandteile der festen Brennstoffe und
- b) eine thermische Behandlung von Nachvergasungsrohgasen sowie
- c) eine Granulierung der Asche bei Temperaturen oberhalb des
Ascheerweichungspunktes erfolgen,
wobei kohlenstoffhaltige
Vergasungsrückstände, Aschegranulate und staubbeladene
Rohgase gebildet und staubbeladene Rohgase bei Temperaturen unterhalb
des kritischen Aschesinterpunktes aus dem Flugstrom nach oben in
eine Pufferzone abgezogen und von dort einer Weiterverarbeitung
zugeführt werden, wobei die ersten Vergasungsmittel in den
Flugstrom so eingedüst werden, dass sich eine aufwärtsgerichtete,
heiße Zentralströmung und eine abwärtsgerichtete „kalte” Wandströmung
ausbildet, wobei in einem unter dem Flugstrom befindlichen Wanderbett
unter Verwendung zweiter sauerstoffhaltiger Vergasungsmittel eine
weitestgehende bis vollständige Oxidation der den Flugstrom
nach unten verlassenden kohlenstoffhaltigen Vergasungsrückstände
und Aschegranulate bei Temperaturen unterhalb des Ascheerweichungspunktes
erfolgt und dabei Nachvergasungsrohgase und oxidierte Bodenprodukte
gebildet werden, wobei die zweiten Vergasungsmittel in Menge und
Zusammensetzung so zugeführt werden, dass einerseits der
Ascheerweichungspunkt im Wanderbett nicht überschritten
und andererseits das Wanderbett regulär durchströmt wird
und wobei die oxidierten Bodenprodukte im Gegenstrom zu den zweiten
Vergasungsmitteln nach unten aus dem Wanderbett abgezogen und die Nachvergasungsrohgase
aus dem Wanderbett nach oben in den Flugstrom eingeleitet werden.
Das Wanderbett ist dabei im oberen Teil trocken und im unteren Teil
mit Wasser geflutet bzw. befüllt, so dass die Zuführung
der zweiten Vergasungsmittel als Blaseneintrag unterhalb des Wasserspiegels
erfolgt, wobei die physikalische Wärme der abwärts
bewegten Agglomerate durch Wassererwärmung und -verdampfung
in den Flugstrom eingebunden wird. Der Flüssigkeitsverlust
durch Verdampfung wird mittels Wassereinleitung durch eine Wasserzuführungseinrichtung
vorteilhaft so kompensiert, dass sich ein weitgehend gleichbleibender
Wasserstand auf einem vorgegebenen Niveau innerhalb des Wanderbettes
einstellt. Das einzustellende Niveau des Flüssigkeitsspiegels
im Wanderbett ist so zu begrenzen, dass einerseits eine ausreichende
Verteilung der zweiten Vergasungsmittel innerhalb der Flüssigkeit
(minimales Niveau) und andererseits – abhängig
von der Reaktivität der Agglomerate – eine ausreichende
Kontaktzeit zwischen Gas und Agglomerat zur Reaktion im trockenen
Teil des Wanderbetts (maximales Niveau) gewährleistet werden.
Im Falle von starken Aschegehaltsschwankungen des Festbrennstoffes, ändert
sich die Menge der gebildeten und sich auf dem Wanderbett absetzenden
Agglomerate. Da die Kühlung der Agglomerate innerhalb des
Wanderbettes durch Erwärmung und Verdampfung von Wasser gedeckt
wird, kann bei Mengenschwankungen des Agglomeratstroms auch die
Menge des verdampften Wasser schwanken, was eine leichte Änderung
der Höhe des Flüssigkeitsspiegels zwischen maximalem und
minimalem Niveau nach sich zieht, bevor durch die Füllstandsregelung
der Wasserstrom zur Kompensation des Verlustes angepasst wird.
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Als
Festbrennstoffe werden vorwiegend feste Brennstoffe, die im Wesentlichen
staubförmige Brennstoffe und C-haltigen Stäube
enthalten, eingesetzt. Weiterhin können auch Sonderformen
fester Brennstoffe, wie z. B. Brennstoff/Wasser- oder Brennstoff/Öl-Slurrys,
mit variablem Feststoffgehalt eingesetzt werden. Die festen Brennstoffe
können in trockener und/oder in einer oder mehreren dieser Sonderformen
zur Flugstromvergasung eingesetzt werden. Sie umfassen ein breites
Spektrum an Kohlen, Biomassen oder kohlenstoffhaltigen Abfallstoffe, in
geringen Anteilen sogar flüssige oder gasförmigen Brenn-
und Reststoffe.
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Die
aus dem Flugstrom abgezogenen staubbeladenen Rohgase werden zu deren
Weiterverarbeitung vorzugsweise indirekten Wärmetauschern und
danach Staubabscheidern zugeführt. In den Staubabscheidern
werden die C-haltigen Stäube aus den staubbeladenen Rohgasen
annähernd vollständig abgetrennt und weitestgehend
bis vollständig in den Flugstrom zurückgeführt.
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Die
Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass durch eine Flugstromvergasung
mit intern zirkulierendem Flugstrom in Verbindung mit einer unter
der Flugstromvergasung angeordneten Wanderbettvergasung die praktisch
vollständige Umsetzung staubförmiger Brennstoffe
zu oxidierten Aschen und Schlacken und zu Rohgasen derart durchführbar
ist, dass die staubbeladenen Rohgase mit Temperaturen, die denen
der Rohgasaustrittstemperaturen der Wirbelschichtvergasung entsprechen,
aus dem Flugstrom und die oxidierten Aschen und Schlacken mit Temperaturen
von 100°C (1 bar) bis 286°C (70 bar) entsprechend
Sättigungsdruck, aus dem gefluteten bzw. befüllten
Wanderbett abgezogen werden können. Die vertikale Ausdehnung des
Flugstromes erstreckt sich vom Rohgasabgang am oberen Ende des Flugstromvergasers
bis zur Oberfläche der Schüttung des Wanderbettes.
Das Wanderbett, welches sich durch die aus der Flugstromvergasung
austretenden, kohlenstoffhaltigen Ascheagglomerate ausbildet, reicht
nach unten bis zum Bodenproduktabzug, der sich am unteren Ende des
Vergasungsreaktors zur Flugstromvergasung befindet.
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Erfindungswesentlich
ist das sich selbst regelnde Zusammenwirken der Prozesse der Vergasung
der festen Brennstoffe und der Agglomeration der Asche zu grobkörnigen
Agglomeraten im zirkulierenden Flugstrom mit der Ausbildung des
Wanderbettes unterhalb des zirkulierenden Flugstromes, bestehend
aus überwiegend grobkörnigen Agglomeraten, wobei
die stofflichen Eigenschaften der festen Brennstoffe in weiten Grenzen
ohne störende Einflüsse auf die Prozessführung
variieren können. Die Lehre unterscheidet sich dadurch
grundlegend von den in
DE
26 40 180 B beschriebenen Lösungsvorschlägen.
Dies betrifft sowohl den Gesamtprozess (grundlegend andersartige
Ausbildung heißer und „kalter” Reaktionsbereiche
oder der verschiedenen Vergasungsbereiche Wanderbett, Wirbelschicht, Flugstrom),
als auch die Teilprozesse, wie den Eintrag der festen Brennstoffe
(staubförmig versus Staub bis notwendigerweise grobkörnig),
den Austrag der Vergasungsrückstände aus der Wanderbett- oder
Festbettzone (Austrag geregelt nach Brennstoffasche versus geregelt
nach Anteil grobkörniger Kohle), vertikale Gasumwälzung
in der Staubvergasungszone (heiße, nach oben gerichtete
zentrale Strömungen versus zentral nach unten gerichtete Einführung
von Gasen) sowie der Einbindung der physikalischen Wärme
der Bodenprodukte (Wasserverdampfungskühlung versus Kühlung
durch Gaszuführung).
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Die
Vergasung im zirkulierenden Flugstrom wird wie folgt ausgestaltet.
In den Flugstrom werden als feste Brennstoffe die zu vergasenden
staubförmigen Brennstoffe und die zurückgeführten
C-haltigen Stäube sowie außerdem Nachvergasungsrohgase und
erste Vergasungsmittel eingebracht. Die Vergasungsmittel werden
im Verhältnis zu den eingebrachten festen Brennstoffen
in Menge und Zusammensetzung so zugeführt, dass am Rohgasabgang
Temperaturen eingestellt werden, die unterhalb des kritischen Aschesinterpunktes
liegen, aber mindestens so hoch sind, dass die weitgehend vollständige
Vergasung der C-haltigen Bestandteile erfolgt. Die mit den staubbeladenen
Rohgasen mitgeführten Stäube werden C-Gehalte
von < ca. 30 bis < ca. 80 Ma.-% aufweisen.
Die C-haltigen Stäube werden nach deren Abtrennung aus
den Rohgasen praktisch vollständig in den Flugstrom zurückgeführt
und erneut dem Vergasungsprozess unterzogen. Grundlegend für
die weitgehend vollständige Vergasung ist die Anwendung
sauerstoffreicher Vergasungsmittel. Deren Sauerstoffkonzentrationen
wird innerhalb eines Wertebereiches von 21 bis 100 Vol.-%, vorzugsweise
von 40 bis 70 Vol.-%, im Falle des Einsatzes von Wasserdampf mit
Dampf/Sauerstoff-Verhältnissen von 0 bis 1,5 kg/m3 (i. N.) entsprechend, eingeregelt. Die
hohen Werte der Sauerstoffkonzentrationen gelten für staubförmige
Brennstoffe mit hohen Aschegehalten und hohen Aschefließpunkten.
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Als
kritischer Aschesinterpunkt tSp wird die Temperatur
bezeichnet, die unterschritten sein muss, damit die Asche im Freeboard
und bei der Abkühlung der staubbeladenen Rohgase nicht
zu betriebsstörenden Anbackungen oder Verlegungen führt.
Nichtrepräsentative, typische Zahlenbeispiele für
den kritischen Aschesinterpunkt tSp sind
z. B. 700°C für Biomassen, z. B. 1.000°C
für Braunkohlen und z. B. 1.100°C für
Steinkohlen. Bei Braunkohlen, die einen kritischen Aschesinterpunkt
von beispielsweise 1.000°C aufweisen, ist eine weitestgehend
vollständige Vergasung gegeben, wenn die Temperaturen am
Rohgasabgang Werte von 900 bis 950°C aufweisen (Temperaturspanne
von 50 bis 100 K). Die Erfindung nutzt somit die für die
meisten staubförmigen Brennstoffe relevante Temperaturspanne
zwischen diesen beiden charakteristischen Temperaturen aus. Sofern
der kritische Aschesinterpunkt tSp unterhalb der
zur Vergasung notwendigen Temperatur liegt, wie z. B. bei manchen
Biomassen, müssen in den Flugstromvergaser zusätzlich
schmelz- und sinterpunkterhöhende Zuschlagstoffe zugegeben
werden, um den kritischen Aschesinterpunkt tSp über
die Vergasungstemperatur anzuheben. Dabei können die sinterpunkterhöhenden
Zuschlagstoffe entweder gemeinsam mit den festen Brennstoffen oder
separat von diesen eingebracht werden.
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Der
intern zirkulierende Flugstrom wird folgendermaßen ausgebildet.
Die festen Brennstoffe werden, ebenso wie die ersten Vergasungsmittel, von
diesen örtlich getrennt in den Vergasungsraum im unteren
Bereich des Flugstromes eingeführt. Für den Eintrag
der Brennstoffe hat sich die Dichtstromförderung bewährt;
es ist aber auch der Eintrag in Form von Slurries geeignet. Je nach
thermischer Leistung des Flugstromvergasers und der zuzuführenden
Brennstoffe sind eine oder mehrere, vorzugsweise über den
Umfang des Flugstromvergasers und vorzugsweise in einer Stutzenebene
verteilte, Zuführungsstutzen vorgesehen. Die ersten Vergasungsmittel
werden mittels Vergasungsmitteldüsen eingedüst,
wobei die Eindüsung überwiegend horizontal sowie überwiegend
radial zur Strömungsachse des Vergasungsraumes hin ausgerichtet
ist und mit Eintrittsgeschwindigkeiten von > 10 bis ca. 80 m/s erfolgt. Die Vergasungsmitteldüsen
befinden sich ebenfalls vorzugsweise in einer Düsenebene.
Es ist auch möglich, den örtlich getrennten Eintrag
der Brennstoffe und der Vergasungsmittel über einen oder
mehrere Staubbrenner vorzunehmen.
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Die
Vergasung im intern zirkulierenden Flugstrom gestattet auf Grund
der sehr hohen Aufheizgeschwindigkeiten und der schnellen Verteilung
im Reaktionsraum den Einsatz backender und blähender Kohlen,
ebenso den Einsatz von Kohlen mit hohen Aschegehalten bis 50 Ma.-%
und höchsten Aschefließpunkten. Hierfür
ist ausschlaggebend, dass sich in den Flammenbereichen Temperaturen
einstellen, die die Aschefließpunkt-Temperaturen um ca.
1.000 K und mehr übersteigen.
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Auf
Grund der mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten in den Vergasungsraum
eintretenden Vergasungsmittel werden vor den Vergasungsmitteldüsen
Flammenbereiche mit Temperaturen bis > 2.000°C gebildet, die eine aufwärtsgerichtete,
heiße Strömung, bevorzugt in Form einer Zentralströmung,
erzeugen. In den Flammenbereichen und in dem heißen Bereich
einer sich bildenden Zentralströmung erweicht, schmilzt
und agglomeriert die Asche. Dadurch wird sie in ihrer Korngröße
soweit vergröbert (ca. 1 bis 5 mm), bis die Agglomerate
aus dem Flugstrom nach unten in das Wanderbett überwechseln. Mit
zunehmender Höhe verbreitern sich die Flammenbereiche bzw.
die Zentralströmung, bis sie spätestens am Rohgasabgang
den gesamten Querschnitt des Vergasungsraumes in etwa in Form einer Rohrströmung
ausfüllen. Gleichzeitig kühlt sich die Strömung
auf Grund der endothermen Reaktionen auf dem Strömungsweg
zum Rohgasabgang hin ab und erreicht Temperaturen, die denen entsprechen, wenn
die endothermen Vergasungsreaktionen zum Stillstand kommen. Die
heiße Zentralströmung ist von einer abwärtsgerichteten „kalten” Wandströmung umgeben,
in denen ebenfalls die endothermen Reaktionen dominieren. Die Wandströmung
umfasst die aus den Flammenbereichen und der Zentralströmung
schwerkraftbedingt herausfallenden, nach unten absinkenden Partikel
und ist stark mit Feststoff beladen. Die Wandströmung mischt
sich am unteren Ende des Flugstromes wieder in die Aufwärtsströmung
ein, wobei sich die gröberen Partikel nach unten absetzen.
Der Reaktionsbereich des intern zirkulierenden Flugstromes besteht
somit aus einem oder mehreren zentralen, heißen Reaktionsbereichen,
in denen überwiegend die exothermen Oxidationsreaktionen
ablaufen und in denen die Granulierung der Asche stattfindet und
einem dem Vergaserkopf der Vergaserwand und der Oberfläche
des Wanderbettes nahen, „kalten” Reaktionsbereich,
in dem die endothermen Vergasungsreaktionen dominieren und der hauptsächliche
C-Umsatz stattfindet. Die Zone der Rohrströmung am oberen
Ende des Vergasungsraumes bildet gewissermaßen eine Pufferzone
für das erforderliche Abklingen der Temperaturen vor dem Rohgasabgang.
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Bereits
beim ersten Durchlauf der eingeführten staubförmigen
Brennstoffe durch die heißen Reaktionsbereiche wird der überwiegende
Teil der Asche granuliert und nach unten in das Wanderbett abgeschieden.
Infolge der vorteilhaften Bedingungen für die Aschegranulation
in den zentralen, heißen Reaktionsbereichen wird die Menge
der mit den staubbeladenen Rohgasen mitgeführten Stäube
auf ein sehr niedriges Niveau gebracht, mengenmäßig
dem 1- bis 2-fachen der mit den staubförmigen Brennstoffen
eingebrachten Asche entsprechend. Durch die spezielle Ausprägung
der Vergasungsreaktionen und der Strömungsführung
werden auf kleinem Raum Reaktionsbedingungen geschaffen, die es
gestatten, Rohgase mit niedrigen Staubbeladungen aus dem Flugstromvergaser
bei Temperaturen unterhalb des kritischen Aschesinterpunktes tSp abzuziehen, die ohne zusätzliche
Aufwendungen der Weiterverarbeitung in Abhitzedampferzeugern zur
Abhitzenutzung zugeführt werden können. Sollte
es bei schwierigen staubförmigen Brennstoffen auf Grund
einer nicht vollständig vermeidbaren Verschmutzungs- und
Verlegungsgefahr der aus dem Flugstromvergaser abgezogenen staubbeladenen
Rohgase erforderlich werden, eine weitere Abkühlung vorzunehmen,
dann werden am Kopf des Flugstromvergasers vorzugsweise Wasser oder
Wasserdampf eingedüst, je nachdem, ob eine starke (> ca. 200, vorzugsweise > 100 K) oder eine weniger
starke Abkühlung (< ca.
200, vorzugsweise < ca.
100 K) erforderlich ist. Bei dieser zusätzlichen Abkühlung
findet vorteilhaft ein endothermer Reaktionsumsatz durch ablaufende
Vergasungsreaktionen statt (Quenchkonvertierung).
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Das
Wanderbett ist in den Gesamtprozess integriert, wobei auf dessen
Oberfläche im bestimmungsgemäßen Betrieb
des Flugstromes kontinuierlich Agglomerate abgelagert werden, die
im wesentlichen aus Asche/Schlacke bestehen, einen Restkohlenstoffgehalt aufweisen
und nahe der brennstoffabhängigen mittleren Gastemperatur
des intern zirkulierenden Flugstromes vorliegen (650°C
für Biomassen, z. B. 950°C für Braunkohlen
und z. B. 1.050°C für Steinkohlen). Im Wanderbett
müssen daher folgende drei Aufgaben erfüllt werden:
- a) Kühlung der Agglomerate unter Einbindung
der physikalischen Wärme in den Gesamtprozess
- b) Oxidation des Restkohlenstoffgehaltes der Agglomerate mithilfe
zweiter sauerstoffhaltiger Vergasungsmittel
- c) Sicherstellung eines kontinuierlichen Feststoffaustrages,
um eine annähernd stetige Höhe der Bettobergrenze
zu gewährleisten
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Für
den Zweck der Kühlung und physikalischen Wärmeeinbindung
wird der untere Teil des Wanderbettes mit Wasser geflutet bzw. befüllt.
Dabei stellt sich entsprechend dem Betriebsdruck des Systems eine
Wassertemperatur an der Phasengrenze (Wasserspiegel) innerhalb des
Wanderbetts ein, die der Wassersättigungstemperatur entspricht.
Die nach unten bewegten heißen Agglomerate treffen auf den
Wasserspiegel und werden auf Sättigungstemperatur 100°C
(1 bar) bis 286°C (70 bar) abgekühlt, wobei das
Wasser erwärmt und eine entsprechende Masse an Wasser verdampft
wird, die durch den trockenen Teil des Wanderbettes nach oben strömt
und schließlich zusammen mit dem Nachvergasungsgas in den
Flugstrom gelangt. Die physikalische Wärme der Ascheagglomerate
kann somit vorteilhaft genutzt werden, weil die Wasserdampfproduktion
direkt den Dampfbedarf der ersten Vergasungsmittel verringert. Weiterhin
wird ein Verlust an physikalischer Wärme durch heiße,
trocken austretende Aschegranulate vermindert, was insbesondere
im Fall der Vergasung hochaschereicher Kohlen vorteilhaft ist. Der
Wasserspiegel innerhalb des Wanderbetts wird geregelt, indem Wasser
durch einen Zuführungsstutzen nachgespeist wird. Als Messgröße
für den Wasserstand wird beispielsweise eine Differenzdruckmessung
verwendet.
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Um
einen nahezu vollständigen Umsatz des Restkohlenstoffes
zu erzielen, werden die zweiten, sauerstoffhaltigen Vergasungsmittel
durch eine oder mehrere vorzugsweise schräg nach unten
geneigte Vergasungsmitteldüsen deutlich unterhalb des Wasserspiegels
in den nassen Teil des Wanderbetts eingetragen. Die zweiten Vergasungsmittel
können aus technischem Sauerstoff oder Sauerstoff/Kohlendioxidgemischen
bestehen. Im bestimmungsgemäßen Zustand ist die
Zugabe von Kohlendioxid nicht erforderlich, ist aber für
den Fall von Aschegehaltsschwankungen zur Verstetigung des Prozess
vorgesehen, um den Sauerstoff zusätzlich zu verdünnen. Vorzuziehen
ist dabei die Verwendung von technischem Sauerstoff, der nach dem
Vergasungsmitteldüsenaustritt in Form von Blasen durch
das Wanderbett strömt, wobei eine Sättigung jeder
Blase mit Wasserdampf eintritt. Am Wasserspiegel platzen die gesättigten
Blasen und das Sauerstoff-Wasserdampf-Gemisch wird zusätzlich
durch das verdampfende Wasser der Aschekühlung verdünnt,
bevor es in den trockenen Teil des Wanderbettes aufsteigt. Der Grad
der Verdünnung des Sauerstoffes wird durch den Aschegehalt
des Brennstoffes bestimmt, wobei sich typische Sauerstoffkonzentrationen
von ca. 3 bis 15 Vol.-% einstellen, so dass einerseits der Ascheerweichungspunkt
im trockenen Teil des Wanderbetts nicht überschritten und
andererseits eine reguläre, d. h. weder kanal- noch wirbelschichtartige Durchströmung
sichergestellt wird. Durch den niedrigen Sauerstoffgehalt wird gewährleistet,
dass die Asche und die Aschegranulate unter Vermeidung des Erweichens
oder Schmelzens praktisch vollständig nachoxidiert werden.
Dem Erfordernis des verlegungs- und verschlackungsfreien Betriebes
des Wanderbettes wird somit Rechnung getragen. Im Fall aschearmer
Brennstoffe ist optional der Einsatz von Sauerstoff-Kohlendioxid-Gemischen
als zweite Vergasungsmittel, möglich. Der mit den zweiten
Vergasungsmitteln zugeführte Sauerstoff beträgt
etwa 2 bis 30% des insgesamt zugeführten Sauerstoffs. Die
höheren Werte sind aschereichen Kohlen zuzuordnen, da durch
die erhöhten Ascheaustragsmengen höhere Kohlenstoff-Frachten
mitgeführt werden.
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Der
kontinuierliche Austrag der Asche erfolgt durch ein Austragsorgan,
das am unteren Ende des nassen Teils des Wanderbettes angeordnet
ist, beispielsweise ein Drehrost.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der chemische Sauerstoffverbrauch
für die Oxidation der Aschebestandteile der Bodenprodukte
bzw. der Brennstoffaschen vergleichsweise niedriger ausfällt als
bei der klassischen Festbettvergasung, beispielsweise nach dem Prinzip
Lurgi. Von letzterem ist bekannt, dass für die Aufoxidation
der überwiegend nichtverglasten Brennstoffaschen auf die
höchsten Oxidationsstufen einige Prozent des Vergasungssauerstoffes
benötigt werden, die dem eigentlichen Vergasungsprozess
verloren gehen. Dies ist bei der vorliegenden Erfindung nicht der
Fall, da die weit überwiegenden Mengenanteile der Aschen
der staubförmigen Brennstoffe unter reduzierenden Gasatmosphären
mit minimalem chemischen Sauerstoffbedarf eingeschmolzen werden
und sich die dabei gebildeten Aschegranulate gegenüber
Sauerstoff im Wanderbett inert verhalten.
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Die
Menge der zugeführten zweiten Vergasungsmittel wird auf
solche Werte begrenzt, dass die Strömungsgeschwindigkeiten
der sich bildenden Nachvergasungsrohgase am oberen Ende des Wanderbettes
(bezogen auf den feststofffreien Strömungsquerschnitt)
0,1 bis 0,5 m/s, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 m/s nicht übersteigen.
Die niedrige Obergrenze der Strömungsgeschwindigkeiten
gilt für Bedingungen im Flugstrom, bei denen sich durch
Anwendung von Vergasungsmitteln mit relativ niedrigen Sauerstoffkonzentrationen
vorwiegend sehr feinkörnige Aschegranulate mit Korngrößen
hauptsächlich < 0,5
mm bilden (z. B. bei staubförmigen Brennstoffen mit hochschmelzenden
Aschen, aber mit niedrigen, kritischen Aschesinterpunkten), und
die hohe Obergrenze entsprechend Bedingungen, bei denen sich durch
Anwendung von Vergasungsmitteln mit relativ hohen Sauerstoffkonzentrationen überwiegend
grobkörnige Aschegranulate mit Korngrößen
hauptsächlich > 0,5
mm bilden. Auch im Falle aschereicher staubförmiger Brennstoffe
kann sich die Einstellung von hohen Strömungsgeschwindigkeiten
um 0,5 m/s als zweckmäßig erweisen. Es werden
entsprechend große Anteile an Kohlenstoff umgesetzt. Hohe
Strömungsgeschwindigkeiten wirken sich insgesamt dahin
positiv aus, dass sich die Korngrößen der das Wanderbett
bildenden Agglomerate vergrößern, mit der positiven
Folge der Vergleichmäßigung der Durchströmbarkeit
des Wanderbettes.
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Die
Strömungsgeschwindigkeiten der Nachvergasungsrohgase beim
Austritt aus dem Wanderbett sind mit 0,1 bis 0,5 m/s ausreichend
hoch, damit sich die in den Vergasungsraum eingeführten
staubförmigen Brennstoffe nur zu einem sehr geringen Anteil
auf dem Wanderbett abscheiden. Die C-Konzentration im Wanderbett
ist daher in der Regel so gering, dass Sauerstoff überstöchiometrisch
im Verhältnis zum Kohlenstoff vorliegt und somit der Kohlenstoffumsatz
praktisch vollständig erfolgt, sowie die Aufoxidation aller
oxidierbaren Aschebestandteile gewährleistet ist. Die aus
dem Wanderbett nach oben in den zirkulierenden Flugstrom eintretenden
Nachvergasungsrohgase werden dort eingemischt, thermisch behandelt
und nehmen an den Vergasungsreaktionen entsprechend der vorliegenden
Vergasungsbedingungen teil.
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Durch
die im Gegenstrom erfolgende Abkühlung der oxidierten Bodenprodukte
mittels Verdampfung von Wasser wird einen unkomplizierter, nasser Ascheaustrag über
ein Schleusensystem ermöglicht. Einerseits ist daher die
fühlbare Wärme der oxidierten Bodenprodukte für
den Vergasungsprozess im Flugstromvergaser nutzbar und andererseits
kann auf die sonst für das Aschehandling erforderliche Nachkühlung
inklusive Entstaubungstechnik verzichtet werden. Die Vorteilhaftigkeit
der Verwendung eines gefluteten bzw. befüllten Wanderbetts
wird am niedrigen Temperaturniveau des Bodenproduktabzugs deutlich,
das vorzugsweise auf ca. 100°C bis 250°C abgesenkt
werden kann. Die nahezu C-freien, oxidierten Bodenprodukte können
problemlos deponiert oder weiterverwertet werden.
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Es
sei noch darauf hingewiesen, dass die Schütthöhe
des Wanderbettes während des Betriebes durch eine, z. B.
radiometrische, Füllstandsmessung ermittelt und durch Regelung
des Bodenproduktabzuges in der gewünschten Höhe
eingestellt und/oder konstant gehalten wird. Der Bodenproduktabzug
erfolgt beispielsweise mittels eines Drehrostes nach bekannter und
bewährter Ausführung.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch einen Vergasungsreaktor zur Flugstromvergasung
fester Bennstoffe unter Druck gelöst, der im Wesentlichen
aus einem kühlbaren Druckgefäß (3)
und einem mit Hitzeschutz ausgerüsteten Innenmantel (7)
besteht, wobei am oberen Ende des Druckgefäßes
(3) mindestens ein Rohgasabgang (8) und am unteren Ende
mindestens ein Bodenproduktabzug (9) angeordnet ist, wobei
das Druckgefäß (3) wenigstens Raum für
ein Wanderbett, das im unteren Teil geflutet bzw. befüllt
ist, und einen über der Oberfläche (12) des
Wanderbettes intern zirkulierenden Flugstrom (11) und darüber
für eine Pufferzone aufweist wobei in einer Höhe
von ca. 1 bis 3 m über der Oberfläche (12)
des Wanderbettes (13) Zuführungsstutzen (18) für
die staubförmigen Brennstoffe und Vergasungsmitteldüsen
(19) für die Einspeisung erster Vergasungsmittel
(20) angeordnet sind wobei die Vergasungsmitteldüsen
so ausgestaltet sind, dass die ersten Vergasungsmittel in den Flugstrom
so eingedüst werden, dass sich eine aufwärtsgerichtete,
heiße Zentralströmung (30) und eine abwärtsgerichtete „kalte” Wandströmung
(31) ausbildet, und wobei oberhalb des Bodenproduktabzugs
(9) mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei Zuführungseinrichtungen
für zweite Vergasungsmittel (16) angeordnet sind.
Dabei ist der Raum des Wanderbettes so mit Wasser befüllt,
dass dessen oberer Teil trocken ist.
-
Die
Zuführungseinrichtungen für die zweiten Vergasungsmittel
sind vorzugsweise als Blaseneintrag unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
angeordnet
-
Weiterhin
ist eine Wasserzuführungseinrichtung unterhalb des Niveaus
des Flüssigkeitsspiegels im Raum des Wanderbettes zur Kompensation
des Flüssigkeitsverlustes angeordnet. Der Flüssigkeitsverlust
durch Verdampfung wird mittels Wassereinleitung durch die Wasserzuführungseinrichtung
vorteilhaft so kompensiert, dass sich ein weitgehend gleichbleibender
Wasserstand auf einem vorgegebenen Niveau innerhalb des Raumes des
Wanderbettes einstellt. Das einzustellende Niveau des Flüssigkeitsspiegels
im Raum des Wanderbett ist so zu begrenzen, dass einerseits eine
ausreichende Verteilung der zweiten Vergasungsmittel innerhalb der
Flüssigkeit (minimales Niveau) und andererseits – abhängig
von der Reaktivität der Agglomerate – eine ausreichende Kontaktzeit
zwischen Gas und Agglomerat zur Reaktion im trockenen Teil des Wanderbetts
(maximales Niveau) gewährleistet werden.
-
Die
Umfassungswände des Vergasungsraumes, die vom Rohgasabgang
(8) am oberen Ende bis zum Bodenproduktabzug (9)
am unteren Ende des Vergasungsreaktors zur Flugstromvergasung reichen,
sind über die Höhe vorzugsweise ohne nennenswerte
Querschnittsveränderungen, am einfachsten in Form eines
Zylinders, ausgebildet. Der gesamte Vergaser ist vorzugsweise analog
Festbettvergasern zur Kühlung mit einem Wassermantel ausgestattet;
es sind aber auch wassergekühlte Rohrmembranwände
einsetzbar. Der Schutz des Vergaserinnenmantels (7) auf
der heißen Seite besteht vorzugsweise in einer üblichen
Bestiftung und einer keramischen Dünnbeschichtung, z. B.
mit SiC oder anderen feuerfesten keramischen Materialien als keramischen
Schutz.
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Die
Vergasungsmitteldüsen (19) sind nach einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung gleichmäßig über
den Umfang des äußeren Druckmantels (5)
verteilt angeordnet, radial und 10 bis 30° nach oben geneigt
ausgerichtet.
-
Die
Zuführungsstutzen (18) für die festen Brennstoffe
sind vorteilhaft in etwa gleicher Höhe oder unterhalb der
Vergasungsmitteldüsen angeordnet.
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Die
Höhenanordnung der Vergasungsmitteldüsen und der
Zuführungsstutzen ist innerhalb bestimmter Grenzen variierbar.
Die Zuführungsstutzen befinden sich in etwa gleicher Höhe
oder bis ca. 1 m unter den Vergasungsmitteldüsen und mindestens ca.
1 m über der Oberfläche der Schüttung
des Wanderbettes. Vorzugsweise sind die Vergasungsmitteldüsen
und die Zuführungsstutzen auf einer gemeinsamen Ebene,
ca. 1 bis 3 m über der Oberfläche der Schüttung
des Wanderbettes, angeordnet. Die Einhaltung des vertikalen Mindestabstandes
der Zuführungsstutzen zum Wanderbett garantiert die ungestörte
Zuführung der festen Brennstoffe, und die Gleich- oder
Tieferstellung der Zuführungsstutzen gegenüber
den Vergasungsmitteldüsen gewährleistet, dass
freier Sauerstoff nicht in Wandnähe mit den festen Brennstoffen
reagiert.
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Die
Zuführung der zweiten Vergasungsmittel (23) erfolgt
durch eine, vorzugsweise mehrere Düsen (16), die
radial über den Umfang verteilt sind und vorzugsweise 30° gegen
die Horizontale nach unten geneigt sind und durch ein gerades Rohr
verlängert sind, dass sie etwa zu zwei Dritteln des Radius
in den nassen Teil des Wanderbetts (15) hineinragen und sich
die Gasaustrittsöffnung dabei mindestens 0,5 m unterhalb
des Wasserspiegels (14) im Wanderbett befindet.
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Der
Bodenproduktabzug (9) ist vorteilhaft als Drehrost ausgeführt.
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Der
intern zirkulierende Flugstrom (11) ist über der
Oberfläche (12) des Wanderbettes (13)
ausgebildet. Die Pufferzone ist über dem intern zirkulierenden
Flugstrom (11) angeordnet.
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Die
Kombination von intern zirkulierendem Flugstrom und Wanderbett unterhalb
des zirkulierenden Flugstromes in der erfindungsgemäßen
Weise führt zu einer grundlegenden Vereinfachung der gesamten
Anlagentechnik und des Vergasungsbetriebes. Die wichtigsten Vereinfachungen
betreffen den Vergasungsreaktor zur Flugstromvergasung. Die Umfassungswände
des Vergasungsraumes, die vom Rohgasabgang am oberen Ende bis zum
Bodenproduktabzug am unteren Ende des Flugstromvergasers reichen,
sind über die Höhe ohne nennenswerte Querschnittsveränderungen,
am einfachsten in Form eines Zylinders, ausgebildet. Der Hitzeschutz
des Vergaserinnenmantels auf der heißen Seite besteht vorzugsweise
in einer üblichen Bestiftung und einer keramischen Beschichtung.
Eine Ausmauerung ist nicht erforderlich. Im Falle von keramischen
Beschichtungen sind schnelle An- und Abfahrzeiten realisierbar.
Auf der Rohgas-Seite entfallen Heißzyklone, Kaltgasquenche
sowie Kühl- und Nachbehandlungseinrichtungen für
die abgeschiedenen Stäube und auf der Bodenprodukt-Seite
ebenfalls die Kühl- und Nachbehandlungseinrichtungen. Schließlich kann
die Zuführung der Vergasungsmittel und der Festbrennstoffe
drastisch vereinfacht werden, indem anstelle aufwendiger, integrierter
Brennerkonstruktionen getrennte Systeme mit gekühlten Rohrzuführungen
zur Anwendung vorgesehen werden können.
-
Zur
Erfindung gehört auch eine Anlage zur Flugstromvergasung
unter Druck. Die Anlage besteht aus einem erfindungsgemäßen
Vergasungsreaktor mit zugehörigen Einrichtungen für die
Zuführung von Vergasungsmitteln und festen Brennstoffen,
für die Weiterverarbeitung der Rohgase und die Abführung der
Asche.
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Der
Rohgasabgang (8) des Vergasungsreaktors steht mit einem
Abhitzewärmetauscher (25) in Verbindung, dem ein
Staubabscheider (26) zur Abtrennung der mitgeführten
Stäube und ein Dichtstromförderer (27)
zur Rückführung der abgetrennten Stäube
in den intern zirkulierenden Flugstrom (11) nachgeschaltet
sind.
-
Die
den Staubscheider (26) verlassenden Rohgase können
genutzt oder vor der Nutzung einer Gasaufbereitungseinrichtung zugeführt
werden.
-
Anhand 1 wird
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
-
1 zeigt
in stark vereinfachter schematischer Darstellung einen Vergasungsreaktor
(1) mit intern zirkulierendem Flugstrom. Der Vergasungsraum
(3) des Vergasungsreaktors zur Flugstromvergasung (1)
wird von einem zylindrischen Druckgefäß (4)
umfasst, das aus einem äußeren Druckmantel (5), einem
Wasserraum (6) und einem Innenmantel (7) besteht.
Der Innenmantel (7) ist bestiftet und mit einem feuerfesten
Material als keramischen Schutz bestampft. Am oberen Ende des Flugstromvergasers (1)
befindet sich der Rohgasabgang (8) und am unteren Ende
der Bodenproduktabzug (9), von dem in der 1 nur
die obere Kontur des Drehrostes (10) angedeutet ist. Der
intern zirkulierende Flugstrom (11) ist über der
Oberfläche (12) des Wanderbettes (13) ausgebildet.
Auf einer Ebene (17) in einer Höhe von ca. 1 m über
der Oberfläche (12) des Wanderbettes (13)
befinden sich, 180° versetzt, zwei Zuführungsstutzen
(18) für den Dichtstromeintrag der staubförmigen
aschereichen Steinkohle (2) und 6 Vergasungsmitteldüsen
(19) für die Einspeisung der ersten Vergasungsmittel
(20). Die Vergasungsmitteldüsen (19)
sind gleichmäßig über den Umfang des äußeren Druckmantels
(5) verteilt angeordnet. Sie sind radial und 30° nach
oben geneigt ausgerichtet.
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Der
Rohgasabgang (8) steht mit Abhitzewärmetauscher
(25) in Verbindung, dem ein Warmgasfilter (26)
zur Abtrennung der mitgeführten Stäube und ein
Dichtstromförderer (27) zur Rückführung
der abgetrennten Stäube (29) in den intern zirkulierenden Flugstrom
(11) nachgeschaltet sind.
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Im
Vergasungsreaktor zur Flugstromvergasung (1) wird bei einem
Druck von 30 bar staubförmige, aschereiche Steinkohle (2)
mit einem Wassergehalt von 6 Ma.-%, einem Aschegehalt von 25 Ma.-% und
einem kritischen Aschesinterpunkt von 1.100°C vergast.
Die mengenmäßige Zuführung der ersten Vergasungsmittel
(20) wird im Folgenden der besseren Verständlichkeit
halber auf der Bezugsbasis von einem kg Trockensteinkohle (2)
erläutert. Auf 1 kg Trockensteinkohle (2) werden
insgesamt 0,426 m3 (i. N.) Sauerstoff (21),
0,041 m3 (i. N.) Kohlendioxid, 0,126 kg
Wasserdampf (22) und 0,067 kg Wasser ins Wanderbett zugeführt.
Im Ausführungsbeispiel sind die zweiten Vergasungsmittel
aus 80 Vol.-% Sauerstoff (21) und 20 Vol.-% Kohlendioxid
(24) zusammengesetzt, wobei das Kohlendioxid im Fall von Aschegehaltsschwankungen
zur Verstetigung des Prozess bewirkt.
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Die
ersten Vergasungsmittel (20) werden mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von 30 m/s und einer Temperatur von 280°C über
die Vergasungsmitteldüsen (19) in den Vergasungsraum
(3) des Vergasungsreaktors (1) eingedüst.
In den intern zirkulierenden Flugstrom (11) werden neben
den ersten Vergasungsmitteln (20) und der staubförmigen,
aschereichen Steinkohle (2) zurückgeführte
Stäube (29) und das das Wanderbett (12)
nach oben verlassende Nachvergasungsrohgas (32) eingebracht.
-
Unter
intensiver Vermischung der beteiligten Eintragstoffe bildet sich
im intern zirkulierenden Flugstrom (11) die aufwärtsgerichtete,
heiße Zentralströmung (30) aus, die von
der abwärtsgerichteten „kalten” Wandströmung
(31) umgeben ist. In der aufwärtsgerichteten,
heißen Zentralströmung (30) granuliert
die Asche zu Aschegranulaten, die sich mit einer Korngröße
von hauptsächlich 2 mm nach unten auf die Oberfläche
des Wanderbettes (12) absetzen. Die staubbeladenen Rohgase
(28), die eine Staubeladung von ca. 50 g/m3 (i.
N.) aufweisen, wobei die Stäube je massenmäßig
hälftig aus Kohlenstoff und Asche bestehen, verlassen den
Flugstromvergaser (1) mit einer Temperatur von ca. 1.050°C über
den Rohgasabgang (8) und gelangen über den Abhitzewärmetauscher
(25), in dem sie auf ca. 250°C abgekühlt
werden, in den Warmgasfilter (26). Dort werden die mitgeführten
Stäube (29) praktisch vollständig abgeschieden
und mittels einer Einrichtung zur Dichtstromförderung (27)
in den zirkulierenden Flugstrom (11) zurückgeführt.
-
Über
die in den gefluteten Teil des Wanderbetts schräg eingelassenen
Vergasungsmitteldüsen (16) werden die zweiten
Vergasungsmittel (23), die vorzugsweise aus 100 Vol.-%
technischem Sauerstoff (21) bestehen und bei Aschegehaltsschwankungen
bis zu 80 Vol.-% Kohlendioxid (24) enthalten können,
mit einer Temperatur von ca. 200°C in das Wanderbett (13)
eingebracht. Gemäß der Menge im Wanderbett nach
unten bewegten Agglomerats erfolgt die Verdampfung von Wasser (36)
am Wasserspiegel (14) innerhalb des Wanderbetts (13),
was ein entsprechendes Nachpumpen von Wasser (35) erfordert,
um den Wasserspiegel auf einer mehr oder weniger gleichen Höhe
zu halten. Die über den Bodenproduktabzug (9)
abgezogenen, nassen, oxidierten Bodenprodukte (33) verlassen
den Flugstromvergaser (1) mit einer Temperatur von ca.
200°C. Ihr C-Gehalt beträgt < 2 Ma.-%, so dass sie ohne Nachbehandlung
umweltgerecht deponiert oder weiterverwertet werde können.
Die zweiten Vergasungsmittel (23) werden mengenmäßig
so zugeführt, dass sich an der Oberfläche (12)
des Wanderbettes (13) Strömungsgeschwindigkeiten
bezogen auf den freien Strömungsquerschnitt um 0,3 m/s
einstellen. Damit ist eine gleichmäßige, reguläre
Durchströmung des Wanderbettes (13) gewährleistet.
-
- 1
- Vergasungsreaktor
zur Flugstromvergasung
- 2
- staubförmige
aschereiche Steinkohle
- 3
- zylindrisches
Druckgefäß
- 4
- Druckgefäß
- 5
- äußerer
Druckmantel
- 6
- Wasserraum
- 7
- Innenmantel
- 8
- Rohgasabgang
- 9
- Bodenproduktabzug
- 10
- obere
Kontur des Drehrostes
- 11
- intern
zirkulierender Flugstrom
- 12
- Wanderbettoberfläche
- 13
- Trockener
Teil des Wanderbetts
- 14
- Wasserspiegel
im Wanderbett
- 15
- Nasser
Teil des Wanderbetts
- 16
- Vergasungsmitteldüsen
für zweite Vergasungsmittel
- 17
- Ebene
- 18
- Kohlezuführungsstutzen
- 19
- Vergasungsmitteldüsen
für erste Vergasungsmittel
- 20
- erste
Vergasungsmittel
- 21
- Sauerstoff
- 22
- Wasserdampf
- 23
- zweite
Vergasungsmittel
- 24
- Kohlendioxid
- 25
- Abhitzewärmetauscher
- 26
- Warmgasfilter
- 27
- Einrichtung
zur Dichtstromförderung
- 28
- staubbeladene
Rohgase
- 29
- Stäube
- 30
- heiße
Zentralströmung
- 31
- kalte
Wandströmung
- 32
- Nachvergasungsrohgas
- 33
- oxidierte
Bodenprodukte
- 34
- Druckmessung
zur Wasserstandsregelung
- 35
- Wasserzuführung
- 36
- Wasserverdampfung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2640180
B [0003, 0004, 0004, 0011]