DE102008057809A1 - Verfahren zur Reinigung von Rohgas aus einer Biomassevergasung bei gleichzeitiger Erzeugung von Flüssigdünger - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Reinigung von Rohgasen aus einer thermischen Biomassevergasung, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas in einem Venturiscrubber (Venturiwäscher) mit hohem Druckverlust (Grenzkorngröße ca 0,1 Micrometer) von allen löslichen und unlöslichen, festen oder flüssigen Verunreinigungen gereinigt wird, der Durchbruch von Verunreinigung durch ein ”Polizeifilter” (Adsorber) verhindert und die erforderliche Temperatur und Restfeuchte in einem Kühler/Trockner eingestellt wird, wobei die Waschflüssigkeit des Venturiscrubbers eine wässrige Lösung bzw. Suspension der Verunreinigungen ist.

Description

  • Bei der Vergasung von Biomasse – autotherm mit reinem Sauerstoff oder allotherm mit Wasserdampf – entsteht ein Gasgemisch (CO, CO2, H2, H2O CH4) (a), das auch die anorganischen Rückstände feinverteilt vorwiegend in fester Form enthält. Dies sind Alkali- und Erdalkalimetalle und Metalloxide, Phosphor-, Schwefel- und Chorverbindungen. Daneben sind auch kleine Mengen organischer Hochsieder und Ruß enthalten.
  • Für eine Weiterverarbeitung des Gasgemisches ist es zwingend erforderlich, diese Verunreinigungen quantitativ zu entfernen.
  • Es wurde nun gefunden, dass ein Verfahren entsprechend Bild 1 diese Aufgabe wirtschaftlich lösen kann.
  • Die erste Reinigungsstufe für das Rohgas (a) ist ein Venturiscrubber (1) Dieser muss dafür einen hohen Druckverlust aufweisen (ca 100 mbar, Grenzkorn 0,1 micrometer). Die Waschflüssigkeit ist dabei Wasser (b), in dem während des Waschvorgangs lösliche Verunreinigungen gelöst und unlösliche dispergiert werden. Geeignete Dispergierhilfsmittel (c) sorgen dafür, dass alle unlöslichen Bestandteile dispergiert werden.
  • Während des Waschvorgangs wird das Gasgemisch auf Kühlgrenztemperatur (ca. 50 C) abgekühlt, wobei Wasser verdunstet.
  • Für die Verwendung z. B. in einem Verbrennungsmotor muss es weiter abgekühlt und teilgetrocknet werden. Dies geschieht in einem Kühler/Trockner (8), in dem das Gasgemisch abgekühlt, der Wasserdampf teilweise auskondensiert und ersteres auf die gewünschte Temperatur wieder aufgeheizt wird.
  • Bei der autothermen Vergasung kann die Kühlleistung durch die Verdampfung der erforderlichen Sauerstoffmenge erbracht werden.
  • Ein mit geeignetem Adsorbens gefüllter Adsorber (9) dient als ”Polizeifilter” und sichert die Spezifikation des Reingases. (e)
  • Um den Feststoffgehalt der Waschflüssigkeit auf einem konstanten Pegel zu halten, wird ein definierter Teil der Waschflüssigkeit abgezogen und aufgearbeitet. Dazu wird sie mittels einer Pumpe (2) dem beheizten Düngerreaktor (3) zugeführt. Die Waschflüssigkeit enthält Salze und Laugen von Alkali und Erdalkalimetallen sowie größere Mengen an SiO2. In siedender Flüssigkeit reagiert das SiO2 mit dem Metallionen zu Wasserglas. Da dies aber eine Oberflächenreaktion ist, muss das SiO2 ständig stark zerkleinert werden (Submicronbereich), um ausreichend neue Oberflächen zu bilden. Dies geschieht in einer Rührwerksmühle (4), deren Mahlperlen vorzugsweise aus Stahl mit einem Kugeldurchmesser von 0,5–3 mm (vorzugsweise ca. 1 mm) bestehen. Durch die Mühle wird die Waschflüssigkeit mittels einer Pumpe (5) ständig umgepumpt. Die Verweilzeit im Düngerreaktor soll 1–2 Stunden betragen.
  • Bei der Reaktion freiwerdendes CO2 (d) wird wieder zum Biomassevergaser zurückgeführt Der entstandene Flüssigdünger besteht aus Silikaten, Phophaten, Sulfiten und Chloriden der Alkali- und Erdalkalimetalle.
  • Mittels eines Filters (6) (vorzugsweise Rohrfilter) wird der Flüssigdünger von Schwebstoffen gereinigt. Filterhilfsmittel (f) erleichtern diesen Verfahrensschritt. Dafür besonders geeignet ist Aktivkohlepulver, da damit auch gelöste organische Verunreinigungen entfernt werden können. Der Filterkuchen (g) wird zum Vergasungsreaktor zurückgeführt. In einem Eindampfer (7) wird die Konzentration des Flüssigdüngers eingestellt.
  • Die Brüden (f) werden kondensiert und das Kondensat wieder dem Venturiscrubber zugeführt.
  • Der fertige Flüssigdünger (i) gelangt dann zur Speicherung.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Reinigung von Rohgasen aus einer thermischen Biomassevergasung, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas in einem Venturiscrubber (Venturiwäscher) mit hohem Druckverlust (Grenzkorngröße ca 0,1 Micrometer) von allen löslichen und unlöslichen, festen oder flüssigen Verunreinigungen gereinigt wird, der Durchbruch von Verunreinigung durch ein ”Polizeifilter” (Adsorber) verhindert und die erforderliche Temperatur und Restfeuchte in einem Kühler/Trockner eingestellt wird, wobei die Waschflüssigkeit des Venturiscrubbers eine wässrige Lösung bzw. Suspension der Verunreinigungen ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Verunreinigungspegel durch einen Abzug von Waschflüssigkeit und eine Zufuhr von Reinwasser konstant gehalten wird.
  3. Verfahren zur Aufarbeitung der Waschflüssigkeit nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem beheizten Kessel (Reaktor) auf Siede tmperatur gebracht und durch eine Rührwerksmühle umgepumpt wird. wobei die Verweilzeit im Kessel 0,5–3 Stunden, vorzugsweise 1 Stunde beträgt, Dabei entsteht ein Flüssigdünger ...
  4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerksmühle mit Mahlperlen von 0,5–3 mm, vorzugsweise 1 mm Durchmesser befüllt wird. Vorzugsweise sollen die Mahlperlen aus Stahl gefertigt sein
  5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigdünger in einem Filter geklärt wird, wobei Filterhilfsmittel zum Einsatz kommen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass als Filterhilfsmittel Aktivkohlepulver eingesetzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der Filtration anfallende Filterkuchen zum Vergasungsreaktor zurückgeführt wird.
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