DE102012104866A1 - Verfahren zum Betrieb einer Schüttgutschleuseneinrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Systems von Schüttgutschleusen die zur Befüllung unter Überdruck stehender Behälter oder Reaktoren verwendet werden, wobei beim Entspannen der Schleusen das Gas und die Druckenergie zum Teil durch Druckausgleich mit einem oder mehreren Druckbehältern gespeichert und beim Bespannen wiederverwendet werden.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Systems von Schüttgutschleusen, die zur Befüllung jeweils eines unter Überdruck stehenden, ein Prozessgas enthaltenden verfahrenstechnischen Apparates, wie eines Behälters oder Reaktors, verwendet werden, wobei die Schleusen vor ihrer Befüllung mit Schüttgut auf Atmosphärendruck entspannt werden und das dabei entweichende Gas in einem oder mehreren Behältnissen aufgefangen und zur weiteren Verwendung gelagert wird und wobei die Schleusen vor der Entleerung ihres Schüttgutinhalts in den Behälter oder Reaktor auf dessen Betriebsdruck mit Prozessgas gespannt werden.
  • Ein derartiges System von Schüttgutschleusen wird von den Schleusen einer mehrere, im Wesentlichen gleiche verfahrenstechnische Apparate umfassenden Produktionsanlage gebildet.
  • Stand der Technik
  • Verfahren zum Betreiben von Schüttgutschleusen, die zur Befüllung von unter Überdruck stehenden verfahrenstechnischen Apparaten dienen, sind bekannt. Ein sehr bekanntes Beispiel für ein derartiges Verfahren ist die Begichtung von Hochöfen in der Stahlindustrie. Dabei wird beim Entspannen der Schleuse das Gas aufgefangen, entstaubt und in einem Gasometer gelagert, von dem aus es der Nutzung, in der Regel als Brenngas, zugeführt wird. Zur erneuten Bespannung der Schleuse wird Prozessgas direkt, oder nach einer Entstaubung, dem Hochofen entnommen. Es ist hier nicht erforderlich, das aufgefangene Gas selbst zur Bespannung der Schleuse wiederzuverwenden, denn der Hochofenprozess erzeugt Gichtgas in ausreichender Menge, um davon das für die Bespannung der Schüttgutschleuse benötigte Gas abzweigen zu können, ohne dass der Hochofenprozess gestört wird. Vgl. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 18, Iron, Chap. 2.5.
  • Nicht so günstig sind die Verhältnisse in Anlagen von Kohlevergasern, wie sie grundsätzlich in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 15, Gas Production, Chap. 4.4. beschrieben sind. Ein typisches Beispiel für diese Technologie ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 017 402 A1 beschrieben.
  • Diese Kohlevergaser, auch Druckvergaser genannt, sind schachtförmig ausgebildet. In ihnen werden feste Brennstoffe, wie Torf, Braunkohle, Steinkohle, Koks, Biomasse oder dergleichen in ein brennbares Produktgas, dessen wesentliche Komponenten Kohlenmonoxid und Wasserstoff sind, umgewandelt. Der schachtförmige Druckvergaser wird von oben mit dem Brennstoff beladen. Der Brennstoff bildet in dem Schacht ein Festbett, das im Gegenstrom von einem Gasgemisch, das im Wesentlichen aus Sauerstoff, bzw. Luft, und Wasserdampf besteht, durchströmt wird. Das Produktgas, dessen Temperatur üblicherweise bis zu 800 °C beträgt, wird im oberen Bereich des Druckvergasers abgezogen und einer Reinigung und anschließend der Verwertung zugeführt. Die aus dem Brennstoff entstandene Asche wird unten, z.B. über einen rotierenden Rost, aus dem Druckvergaser ausgetragen. Der Druckvergasungsprozess wird typischerweise bei Drücken zwischen 15 und 50 bar durchgeführt. Daraus folgt die Notwendigkeit, den Brennstoff über eine Schüttgutschleuse in den Schacht einzufüllen. Dabei wird die Schleuse zur Übergabe des Schüttguts, bzw. Brennstoffs auf den im Schacht des Druckvergasers herrschenden Prozessdruck mit Produktgas bespannt und zur Aufnahme ihrer neuen Beladung auf Umgebungsdruck entspannt.
  • Anders als bei den Hochöfen der Stahlindustrie stellt bei der Druckvergasung das Gas das Verfahrensprodukt dar. Zumindest in größeren, aus mehreren Vergasern bestehenden Anlagen ist es daher lohnend, das beim Entspannen aus den Schleusen abgegebene Gas aufzufangen, mittels einer Kompressorenanlage wieder auf den Betriebsdruck des Vergasungsprozesses zu komprimieren und in den Gasproduktstrom zurückzuspeisen.
  • Mittels dieser Kompressorenanlage die Bespannung der Schleusen durchzuführen, ist aus wirtschaftlichen Gründen aber nicht möglich, denn die zur Bespannung jeweils kurzfristig benötigte, sehr große Gasmenge würde zu große und teure Kompressoren erfordern. Zur Bespannung der Schleusen muss daher Gas aus dem Vergasungsprozess abgezweigt werden, wobei in Kauf genommen werden muss, dass bei jeder Gasentnahme zum Bespannen der Schleuse der Vergasungsprozess in seinem gleichmäßigen Verlauf gestört wird.
  • Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben eines Systems von Schüttgutschleusen zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, indem weniger Entspannungsgas anfällt, das komprimiert in den Produktionsprozess zurück gespeist werden muss und indem weniger Bespannungsgas aus dem Produktionsprozess abgezweigt werden muss.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin, dass die Schleusen jeweils in Teilschritten durch Druckausgleich mit einem Druckbehälter entspannt werden, so dass in dem oder den Druckbehältern nicht nur das Gas, sondern auch ein Teil der im Gas vorhandenen Druckenergie gespeichert wird.
  • Je geringer der Abstand zwischen dem Ausgangsdruck der Schleuse und dem des Druckbehälters vor dem Druckausgleich ist, und je kleiner der Druckbehälter ist, desto mehr kann von der Druckenergie gespeichert werden.
  • Wie viele Schleusen zu einem solchen, aus mehreren Schleusen und dem oder den Druckbehältern bestehenden System zusammengeschlossen werden können, hängt in erster Linie von der Häufigkeit und der Dauer der Schleusenzyklen und von der Anzahl und Dauer der Druckausgleichsschritte ab.
  • Unter einem Schleusenzyklus wird hier das Entspannen der Schleuse auf atmosphärischen Druck, die Befüllung der Schleuse mit Feststoff, die Bespannung der Schleuse auf den Betriebsdruck des Reaktors und die Entleerung des Feststoffs aus der Schleuse in den Reaktor verstanden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann gemäß den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 vorteilhaft ausgestaltet werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der erste Entspannungsschritt einer Schleuse, der noch vor den gemäß Anspruch 1 durchzuführenden Schritten erfolgt, durch Druckausgleich mit einer anderen Schleuse des Systems, die die Bespannungsschritte c) und d) gemäß Anspruch 1 bereits durchlaufen hat, erfolgt. Auf diese Weise wird ein noch größerer Anteil von Gas und Druckenergie konserviert und für die zu bespannende Schleuse muss weniger Gas aus dem Vergasungsprozess abgezogen werden, um den notwendigen Betriebsdruck in der Schleuse zur Übergabe des Feststoffs in den Reaktor zu erreichen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der letzte Schritt zur Bespannung der Schleuse auf den Betriebsdruck des angeschlossenen Apparats dadurch erfolgt, dass ein Druckausgleich zwischen der Schleuse und dem Apparat durchgeführt wird. Dieser Schritt ist in vielen Anwendungsfällen problematisch, da das direkt aus dem Apparat entnommene Gas sehr heiß sein kann und Bestandteile enthalten kann, die sich in der Schleuse ablagern und zu Störungen führen können. Im vorliegenden Fall ist der Gasbedarf für diesen letzten Bespannungsschritt aber so gering, dass er auch bei einer hohen Gastemperatur und einer gewissen Beladung des Gases mit kondensierbaren Bestandteilen durchführbar ist, ohne die Funktionsfähigkeit der Schleuse zu beeinträchtigen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass nach Durchführung der Entspannungsschritte a) und b) nach Anspruch 1 ein weiterer Entspannungsschritt erfolgt, indem ein Druckausgleich zwischen der Schleuse und einem Druckbehälter, der als Vorlagebehälter für eine Kompressoranlage dient, durchgeführt wird, mittels der das Gas in den Produktstrom der von dem Schleusensystem bedienten Anlage eingespeist wird. Auf diese Weise wird das durch die Schleuse dem Prozess entnommene Prozessgas zurückgeführt und die Ausbeute des Prozesses erhöht.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, nach Durchführung der Entspannung in den Vorlagebehälter einer Kompressionsanlage eine weitere Entspannung, bis fast auf Umgebungsdruck, durch Druckausgleich mit einem Gasometer durchzuführen. Auf diese Weise kann die größtmögliche Menge an Gas aufgefangen und gespeichert werden. Durch die Speicherung kann das Gas einer Verwendung zugeführt werden, z. B. als Brenngas.
  • Alternativ zur Speicherung in einem Gasometer kann es aber auch wirtschaftlich sein, das Gas über eine Fackel zu entsorgen.
  • Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung zur Durchführung von Verfahren zur Druckvergasung fester Brennstoffe verwendet werden. Da diese Verfahren bei Drücken oberhalb des Atmosphärendrucks arbeiten, muss die Zugabe in den Druckvergaser über eine Schleuse erfolgen, um den Vergasungsprozess möglichst wenig zu stören. Während nach dem bisherigen Stand der Technik das zur Bespannung der Schleusen notwendige Produktgas ausschließlich dem Druckvergasungsprozess entnommen wird, ermöglicht es die vorliegende Erfindung auf wirtschaftliche Weise, d.h. ohne die Installation großer Kompressoren, die Bespannung der Schleusen zum Teil mit dem bei der Entspannung aus den Schleusen abgelassene Gas durchzuführen. Auf diese Weise muss weniger Gas zum Bespannen aus dem Druckvergaser entnommen werden und dessen Prozess wird weniger gestört.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Betreiben eines Verfahrens gemäß der Ansprüche 1 bis 5, umfassend ein System von Schüttgutschleusen, von denen jeweils mindestens eine zur Befüllung eines unter Überdruck stehenden verfahrenstechnischen Apparats dient, wobei das System mindestens einen Druckbehälter und optional einen weiteren Druckbehälter mit angeschlossener Gaskompressionsanlage, ein Gasometer und eine Fackelleitung umfasst und wobei die Schleusen, die Behälter und die Fackelleitung über Rohrleitungen so verbunden sind, dass jede Komponente mit jeder anderen einen Gasaustausch durchführen kann. Vorteilhaft ist es, wenn die Komponenten an eine Headerleitung angeschlossen sind. Bei größeren Systemen kann es auch vorteilhaft sein, mehrere Headerleitungen zu verwenden, z.B. jeweils eine für den bzw. die Druckbehälter, die Gaskompressionsanlage, den Gasometer und/oder die Fackelleitung.
  • Ausführungsbeispiele
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination die Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Die Zeichnung, 1 zeigt beispielhaft eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Systems von Schüttgutschleusen ausgestattet mit zwei Druckbehältern und einem Gasometer.
  • Die Zeichnung, 2 zeigt beispielhaft eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Systems von Schüttgutschleusen ausgestattet mit zwei Druckbehältern, einem Gasometer und eine Kompressoranlage, von der der Gasaufnahmebehälter und der Kompressor dargestellt ist.
  • Im folgenden Beispiel soll die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand von zwei Ausführungsbeispielen beschrieben werden.
  • Beispiel 1
  • Durch die Strompfeile bzw. Leitungen 4, 5, 6 und 7 wird das den Schleusen zugeführte bzw. aus den Schleusen in einen Reaktor abgegebene Schüttgut angedeutet. Die Schüttgutschleusen A und B, sowie die Druckbehälter C und D haben jeweils ein Volumen von 12,1 m3. Gasometer E dient zur Lagerung des Entspannungsgases bei nahe atmosphärischem Druck. Gebläse F dient zu Förderung des Gases über Leitung 7 zur weiteren Verwendung, z.B. als Brenngas oder zur Entsorgung, z.B. über eine Fackel. Die Schleusen, Druckbehälter und das Gasometer sind über die Leitungen 8, 9, 10, 11, 12 und die Headerleitung 3 zum Gasaustausch miteinander verbunden. Die Leitungen 1 und 2 dienen dem Druckausgleich der Schleusen mit dem jeweiligen, zu befüllenden Behälter oder Reaktor (nicht dargestellt).
  • Ausgangsituation
    • – Schleuse A ist zu 54 Vol-% mit Feststoff und zu 46 Vol-% mit Gas befüllt. Sie befindet sich auf atmosphärischem Druck und soll auf den Betriebsdruck von 50 bar(g) des von der Schleuse bedienten Behälters oder Reaktors (nicht dargestellt) bespannt werden, um anschließend ihren Feststoffinhalt in diesen zu entleeren.
    • – Schleuse B hat ihren Feststoffinhalt in den von ihr bedienten Reaktor (nicht dargestellt) entleert, befindet sich auf dem Betriebsdruck dieses Reaktors von 50 bar(g) und soll auf atmosphärischen Druck entspannt werden, um erneut mit Feststoff gefüllt zu werden.
    • – Druckbehälter C befindet sich auf einem Druck von 29,5 bar(g).
    • – Druckbehälter D befindet sich auf einem Druck von 38,8 bar(g).
    • – Gasometer E befindet sich konstant auf nominal atmosphärischem Arbeitsdruck.
  • Verfahrensschritt 1
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse A und Druckbehälter C auf 20,2 bar(g).
  • Verfahrensschritt 2
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse A und Druckbehälter D auf 32,9 bar(g).
  • Verfahrensschritt 3
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse A und Schleuse B auf 44,6 bar(g).
  • Verfahrensschritt 4
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse A und dem Reaktor auf 50 bar(g).
  • Verfahrensschritt 5
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B und Druckbehälter D auf 38,8 bar(g).
  • Verfahrensschritt 6
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B und Druckbehälter C auf 29,5 bar(g).
  • Verfahrensschritt 7
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B und dem Gasometer E auf nahe atmosphärischen Druck.
  • Durch die in diesem Beispiel beschriebenen Verfahrensweise können 40 Vol-% des aus den Schleusen zu ihrer Entspannung abgelassenen Gases zur Bespannung der Schleusen wiederverwendet werden. Die restlichen 60 Vol.-% des Entspannungsgases werden in den Gasometer abgelassen und von dort aus über eine Fackel entsorgt und/oder einer Verwendung als Brenngas zugeführt. Beim bisherigen Stand der Technik müssen 100 Vol.-% des Entspannungsgases so behandelt werden. Eine Komprimierung dieses auf atmosphärischen Druck entspannten Gases, soweit dass es zur Bespannung der Schleusen verwendet werden könnte, oder dass es dem Produktgas am Austritt der Vergasungsreaktoren beigemischt werden könnte, ist wirtschaftlich nicht sinnvoll.
  • Beispiel 2
  • Durch die Strompfeile bzw. Leitungen 4‘, 5‘, 6‘ und 7‘ wird das den Schleusen zugeführte bzw. aus den Schleusen in einen Reaktor abgegebene Schüttgut angedeutet. Die Schüttgutschleusen A‘ und B‘, sowie die Druckbehälter C‘ und D‘ haben jeweils ein Volumen von 12,1 m3. Gasometer E‘ dient zur Lagerung des Entspannungsgases bei nahe atmosphärischem Druck. Gebläse F‘ dient zu Förderung des Gases über Leitung 7‘ zur weiteren Verwendung, z.B. als Brenngas oder zur Entsorgung, z.B. über eine Fackel. Die Schleusen, Druckbehälter und das Gasometer sind über die Leitungen 8‘, 9‘, 10‘, 11‘, 12‘ und die Headerleitung 3‘ zum Gasaustausch miteinander verbunden. Die Leitungen 1‘ und 2‘ dienen dem Druckausgleich der Schleusen mit dem jeweiligen, zu befüllenden Behälter oder Reaktor (nicht dargestellt).
  • Zusätzlich umfasst das System eine Kompressoranlage, dargestellt durch den Gasaufnahmebehälter G, dessen Volumen 300 m3 beträgt und dem Kompressor H. Der Gasdruck im Gasaufnahmebehälter G wird zwischen 3 und 4 bar(g) gehalten. Der Kompressor H komprimiert das Gas auf den am Ausgang der Vergasungsreaktoren (nicht dargestellt) herrschenden Produktgasdruck. Über die Leitung 13 wird der Behälter G mit Entspannungsgas aus den Schleusen gefüllt. Über die Leitung 14 wird das komprimierte Gas dem aus den Vergasungsreaktoren austretenden Produktgasstrom beigemischt.
  • Ausgangsituation
    • – Schleuse A‘ ist zu 54 Vol-% mit Feststoff und zu 46 Vol-% mit Gas befüllt. Sie befindet sich auf atmosphärischem Druck und soll auf den Betriebsdruck von 50 bar(g) des von der Schleuse bedienten Behälters oder Reaktors (nicht dargestellt) bespannt werden, um anschließend ihren Feststoffinhalt in diesen zu entleeren.
    • – Schleuse B‘ hat ihren Feststoffinhalt in den von ihr bedienten Reaktor (nicht dargestellt) entleert, befindet sich auf dem Betriebsdruck dieses Reaktors von 50 bar(g) und soll auf atmosphärischen Druck entspannt werden, um erneut mit Feststoff gefüllt zu werden.
    • – Druckbehälter C‘ befindet sich auf einem Druck von 29,5 bar(g).
    • – Druckbehälter D‘ befindet sich auf einem Druck von 38,8 bar(g).
    • – Gasometer E‘, befindet sich konstant auf nominal atmosphärischem Arbeitsdruck.
    • – Gasaufnahmebehälter G befindet sich auf 3 bar(g).
  • Verfahrensschritt 1
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse A‘ und Druckbehälter C‘ auf 20,2 bar(g).
  • Verfahrensschritt 2
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse A‘ und Druckbehälter D‘ auf 32,9 bar(g).
  • Verfahrensschritt 3
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse A‘ und Schleuse B‘ auf 44,6 bar(g).
  • Verfahrensschritt 4
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B‘ und dem Reaktor auf 50 bar(g).
  • Verfahrensschritt 5
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B‘ und Druckbehälter D‘ auf 38,8 bar(g).
  • Verfahrensschritt 6
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B‘ und Druckbehälter C‘ auf 29,5 bar(g).
  • Verfahrensschritt 7
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B‘ und Gasaufnahmebehälter G auf 4 bar(g).
  • Verfahrensschritt 8
    • – Druckausgleich zwischen Schleuse B‘ und dem Gasometer E‘ auf nahe atmosphärischen Druck.
  • Durch die in diesem Beispiel beschriebenen Verfahrensweise können 40 Vol.-% des aus den Schleusen zu ihrer Entspannung abgelassenen Gases zur Bespannung der Schleusen wiederverwendet werden. Weitere 50 Vol.-% werden mittels der Komprimierungsanlage soweit verdichtet, dass sie dem Produktgasstrom der Vergasungsreaktoren beigemischt werden können. Nur die restlichen 10 Vol.-% müssen in den Gasometer abgelassen und von dort aus entsorgt oder der weiteren, untergeordneten Verwendung, z.B. als Brenngas zugeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • A, B, A‘, B‘
    Schüttgutschleuse
    4, 5, 4‘, 5‘
    Schüttgutzugabe (Leitungen)
    6, 7, 6‘, 7‘
    Schüttgutabgabe an Reaktor (Leitungen)
    1, 2, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,
    1‘, 2‘, 7‘, 8‘, 9‘, 10‘, 11‘, 12‘, 13
    Rohrleitungen zum Gastransfer
    3, 3‘
    Headerleitung
    C, D, C‘, D‘
    Druckbehälter
    E, E
    Gasometer
    F, F‘
    Gebläse
    G
    Gasaufnahmebehälter
    H
    Kompressor
    bar(g)
    bar Überdruck
  • 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
    • DE 102007017402 A1 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 18, Iron, Chap. 2.5 [0003]
    • Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 15, Gas Production, Chap. 4.4. [0004]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Systems von Schüttgutschleusen, die zur Befüllung jeweils eines unter Überdruck stehenden, ein Prozessgas enthaltenden verfahrenstechnischen Apparates, wie eines Behälters oder Reaktors verwendet werden, wobei die Schleusen vor ihrer Befüllung mit Schüttgut auf Atmosphärendruck entspannt werden und das dabei entweichende Gas in einem oder mehreren Behältnissen, wie Druckbehältern oder Gasometern, aufgefangen und zur weiteren Verwendung gelagert wird und wobei die Schleusen vor der Entleerung ihres Schüttgutinhalts in den Apparat auf dessen Betriebsdruck mit Prozessgas gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Entspannen und Bespannen einer Schleuse folgende Schritte umfasst: a) Ein Entspannungsschritt der Schleuse durch Druckausgleich mit einem Prozessgas enthaltenden Druckbehälter, dessen Ausgangsdruck unter dem Ausgangsdruck der Schleuse liegt, b) Optional ein oder mehrere weitere Entspannungsschritte jeweils durch Druckausgleich mit jeweils einem weiteren Prozessgas enthaltenden Druckbehälter, wobei der Anfangsdruck des oder der weiteren Druckbehälter jeweils unter dem des in Schritt a), beziehungsweise des jeweils vorhergehend verwendeten Druckbehälters liegt, c) Optional Bespannungsschritte durch Druckausgleich mit den unter b) aufgeführten Druckbehältern, beginnend mit dem auf dem niedrigsten Druck befindlichen Behälter und fortgeführt mit dem jeweils auf dem nächst höheren Druck befindlichen Behälter, d) Ein Bespannungsschritt durch Druckausgleich mit dem unter Schritt a) aufgeführten Druckbehälter.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entspannungsschritt a) aus Anspruch 1, ein Entspannungsschritt durch Druckausgleich mit einer anderen Schleuse des Systems erfolgt, die zuvor durch die Schritte c) und d) gemäß Anspruch 1 vorbespannt wurde.
  3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der letzte Bespannungsschritt zur Einstellung des Schleusendrucks auf die Höhe des Betriebsdrucks des angeschlossenen Apparats durch Druckausgleich zwischen der Schleuse und dem Apparat erfolgt.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Entspannen der Schleuse, nach Durchführung der Schritte a) und b) des Anspruchs 1 ein weiterer Entspannungsschritt erfolgt durch Druckausgleich der Schleuse mit einem Druckbehälter der als Vorlagebehälter für eine Kompressionsanlage dient.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Entspannen der Schleuse, nach Durchführung der Schritte a) und b) des Anspruchs 1 bzw. nach der Entspannung in einen Druckbehälter gemäß Anspruch 4 die Schleuse durch Druckausgleich mit einem Gasometer entspannt wird.
  6. Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zur Durchführung eines Verfahrens zur Druckvergasung fester Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens eine Schüttgutschleuse zur Befüllung eines schachtartig ausgebildeten Druckvergasers dient.
  7. Vorrichtung zum Betreiben eines Verfahrens gemäß der Ansprüche 1 bis 5, umfassend ein System von Schüttgutschleusen von denen jeweils mindestens eine zur Befüllung eines unter Überdruck stehenden verfahrenstechnischen Apparats dient, wobei das System mindestens einen Druckbehälter und optional einen weiteren Druckbehälter mit angeschlossener Gaskompressionsanlage, ein Gasometer und eine Fackelleitung umfasst und wobei die Schleusen, die Behälter und die Fackelleitung über Rohrleitungen so verbunden sind, dass jede Komponente mit jeder anderen einen Gasaustausch durchführen kann.
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UAA201409463A UA112464C2 (uk) 2012-06-05 2013-03-06 Спосіб експлуатації системи шлюзів сипкого матеріалу, його застосування та пристрій для його здійснення
KR1020147022651A KR102085013B1 (ko) 2012-06-05 2013-06-03 벌크 물질 로크 수단을 작동시키기 위한 방법
RU2014135168/05A RU2584014C2 (ru) 2012-06-05 2013-06-03 Способ эксплуатации шлюзовых средств сыпучего материала
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CN201380012289.2A CN104302742B (zh) 2012-06-05 2013-06-03 用于操作散装材料锁定装置的方法
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU92813B1 (en) * 2015-09-02 2017-03-20 Wurth Paul Sa Enhanced pressurising of bulk material in lock hoppers

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD110299A1 (de) * 1974-03-14 1974-12-12
DE2607754A1 (de) * 1976-02-26 1977-09-08 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum beschicken eines reaktors fuer die druckvergasung von kohle
DE2918189A1 (de) * 1978-05-10 1979-11-15 Gen Electric Verfahren zum handhaben von sperrgas in einem kohlevergasungssystem und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DD147249A1 (de) * 1979-11-21 1981-03-25 Horst Burkhardt Verfahren zum beschicken eines kohledruckvergasungsreaktors
DD200679A1 (de) * 1981-09-03 1983-06-01 Horst Burkhardt Anordnung und verfahren zum beschicken von festbettdruckvergasungsreaktoren
DD207729A1 (de) * 1982-04-26 1984-03-14 Schwarze Pumpe Gas Veb Verfahren zum beschicken von festbettgeneratoren
DE102007017402A1 (de) 2007-04-13 2008-10-16 Lurgi Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln fester Brennstoffe in brennbares Produktgas

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809851A1 (de) * 1988-03-24 1989-10-05 Krupp Koppers Gmbh Verfahren zum foerdern eines feinkoernigen bis staubfoermigen brennstoffes in einen unter erhoehtem druck stehenden vergasungsreaktor
RU2147601C1 (ru) * 1995-02-27 2000-04-20 Институт проблем использования природных ресурсов и экологии АН Беларуси Газогенератор для твердого топлива
CN100526436C (zh) * 2005-06-28 2009-08-12 庞玉学 一种粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法
CN1318550C (zh) * 2005-07-01 2007-05-30 煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院 一种干煤粉加压气化方法
DE102008060893A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-17 Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Versorgung eines Reaktors zur Erzeugung von Rohsynthesegas
DE102009006384A1 (de) * 2009-01-28 2010-08-19 Uhde Gmbh Verfahren zur Versorgung eines Flugstromvergasungsreaktors mit Brennstoff aus einem Vorratsbehälter
DE102009048931B4 (de) * 2009-10-10 2014-06-18 Linde Ag Dosieranlage, Dichtstromförderanlage und Verfahren zum Zuführen von staubförmigem Schüttgut

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD110299A1 (de) * 1974-03-14 1974-12-12
DE2607754A1 (de) * 1976-02-26 1977-09-08 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum beschicken eines reaktors fuer die druckvergasung von kohle
DE2918189A1 (de) * 1978-05-10 1979-11-15 Gen Electric Verfahren zum handhaben von sperrgas in einem kohlevergasungssystem und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DD147249A1 (de) * 1979-11-21 1981-03-25 Horst Burkhardt Verfahren zum beschicken eines kohledruckvergasungsreaktors
DD200679A1 (de) * 1981-09-03 1983-06-01 Horst Burkhardt Anordnung und verfahren zum beschicken von festbettdruckvergasungsreaktoren
DD207729A1 (de) * 1982-04-26 1984-03-14 Schwarze Pumpe Gas Veb Verfahren zum beschicken von festbettgeneratoren
DE102007017402A1 (de) 2007-04-13 2008-10-16 Lurgi Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln fester Brennstoffe in brennbares Produktgas

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 15, Gas Production, Chap. 4.4.
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 18, Iron, Chap. 2.5

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