DE102017219776A1 - HTW-Vergaseranordnung und Verfahren jeweils zum Aufbereiten von Rohgasen beim Vergasen von Einsatzstoffen sowie Verwendung - Google Patents

HTW-Vergaseranordnung und Verfahren jeweils zum Aufbereiten von Rohgasen beim Vergasen von Einsatzstoffen sowie Verwendung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine HTW-Vergaseranordnung (10) eingerichtet zum Aufbereiten von Rohgasen beim Vergasen von Einsatzstoffen, mit einem HTW-Vergaser (1), mit einer stromab davon angeordneten Staubabscheidung (6) zum Abführen des Staubes aus dem Rohgas (M4), und mit einem stromab davon angeordneten, mit Prozesswasser (M2) beschickten Scrubber (8), wobei zwischen dem HTW-Vergaser und der Staubabscheidung eine rohgasdurchströmte Chlorabscheidung (11) angeordnet ist, insbesondere unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung. Dies liefert Vorteile insbesondere hinsichtlich des Wasserhaushaltes. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren sowie die Verwendung von Anlagenkomponenten zum Durchführen eines solchen Verfahrens.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbereiten von Rohgasen beim Vergasen von Einsatzstoffen in einem HTW-Vergaser. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.
  • HINTERGRUND
  • Durch die Weiterentwicklung des Hochtemperatur-Winkler (HTW)-Kohlevergasungsverfahrens, welches auf der ursprünglich unter Umgebungsdruck betriebenen Winkler-Wirbelschichtvergasung basiert, ergeben sich Möglichkeiten, das HTW-Verfahren auch zur Erzeugung von Synthesegasen (insbesondere für Produkte der petrochemischen Industrie) oder auch in Kombi-Kraftwerken zur effizienten und kostengünstigen Stromerzeugung zu nutzen. Ferner wurde die Weiterentwicklung von HTW-Verfahren bereits in Hinblick auf die Vergasung von Biomasse, Hausmüll oder Steinkohle mit hohem Aschegehalt weiter vorangetrieben.
  • Bei der Vergasung von Biomassen, speziell Strohpellets, können beträchtliche Chlorkonzentrationen bzw. -anteile im Rohgas auftreten. Dieses Chlorid wird bisher in einem Scrubber mit Wasser aus dem heißen Rohgas ausgewaschen. Der Abwasserstrom aus dem Scrubber enthält somit Chlorid. Die erforderliche Abwassermenge ist abhängig vom Chloridgehalt im Rohgas. Als oberer Grenzwert wird aktuell aus werkstofftechnischen Gründen in vielen Fällen 2000ppm angesehen, insbesondere als oberer Richtwert für eine möglichst noch vorteilhafte Materialauswahl für den Scrubber. Aufgrund des enthaltenen Chlorids kann das Abwasser nicht weiter intern verwendet werden. Gerade in Ländern mit limitierten Wasser-Ressourcen ist ein hoher Wasserverbrauch inakzeptabel. In einigen Ländern werden nur Vergasungsverfahren zugelassen, die möglichst wenig Wasser benötigen, also möglichst einen hohen Anteil des Wassers recyceln.
  • Die US 4,038,369 beschreibt ein Verfahren zur Abscheidung von Chlorwasserstoff durch Reaktion mit Ammoniak.
  • Die US 2015/0000870 A1 beschreibt ein System zum Abscheiden von Abgasen mittels thermischer Energie und zum Kühlen des abgeschiedenen Gases mittels einer Flüssigkeit.
  • Mittels bisher genutzter Systeme kann insbesondere der Wasserhaushalt noch nicht auf zufriedenstellende Weise optimiert werden.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur wirtschaftlichen Vergasung unterschiedlicher Einsatzstoffe zur Verfügung zu stellen, womit der Wasserhaushalt weiter optimiert werden kann, insbesondere bei druckaufgeladener Wirbelschichtvergasung für Betriebsdrücke bis oberhalb von 10bar. Auch eine hohe Sicherheit und Verfügbarkeit des Verfahrens ist gewünscht. Dabei soll einerseits die Chloridmenge im Abwasser und andererseits die Abwassermenge selbst so gering wie möglich gehalten werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine HTW-Vergaseranordnung eingerichtet zum Aufbereiten von Rohgasen beim Vergasen von Einsatzstoffen, mit einem HTW-Vergaser, mit einer stromab davon angeordneten Staubabscheidung zum Abführen des Staubes aus dem Rohgas, und mit einem stromab davon angeordneten, mit Prozesswasser beschickten Scrubber, wobei zwischen dem HTW-Vergaser und der Staubabscheidung eine rohgasdurchströmte Chlorabscheidung angeordnet ist, insbesondere unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung.
  • Es hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Aufbereitung des Rohgases ein beträchtlicher Effekt hinsichtlich der Reinheit des Prozesswassers/Abwassers erzielt werden kann. Dank verringerter Fremdstoffkonzentration kann der Wasserbedarf gesenkt werden. Dies ist vorteilhaft insbesondere in Hinblick auf Anlagen, die gänzlich ohne Wasserabgabe an die Umgebung ausgelegt werden sollen (so genannte „zero liquid discharge“-Anlagen).
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Chlorabscheidung eine Hochtemperatur-Chlorabscheidung eingerichtet für einen Betrieb oberhalb von 300°C, insbesondere im Temperaturbereich 350 bis 400°C. Es hat sich gezeigt, dass ein Temperaturbereich begrenzt auf max. 400°C die Bildung von klebrigen Partikeln verhindern kann, und damit ein Risiko des Zusetzens von Leitungen oder Filter minimieren kann. Es hat sich gezeigt, dass ein Temperaturbereich begrenzt auf min. 300°C eine Deaktivierung von Additiven ausschließen kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Chlorabscheidung wenigstens eine Mess- oder Regeleinheit zur Chlorgehalt-Erfassung, insbesondere eine Mehrzahl von Messeinheiten mit Messpunkten aus der Gruppe: stromab von einer Gaskühlung stromab vom HTW-Vergaser, stromauf von der Staubabscheidung, in der Staubabscheidung, stromab von der Staubabscheidung, stromab von einem Scrubber stromab von der Staubabscheidung. Hierdurch kann der Prozess vorteilhaft überwacht und wahlweise geregelt werden. Die Messpunkte können dabei alle stromab vom HTW-Vergaser angeordnet sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Chlorabscheidung ein Additiv-Reservoir bzw. Silo (insbesondere für CaCO3) und/oder eine Additiv-Dosiereinheit stromauf von der Staubabscheidung und ist eingerichtet zum Bilden von Reaktionsprodukten aus Additiv, insbesondere CaCO3, und Rohgas oder darin enthaltenen Feststoffen oder Rohgaskomponenten. Hierdurch können die Additive vorgehalten und an einem vorteilhaften Prozessschritt bedarfsgerecht zugegeben werden. Die Anlagentechnik zum Einbringen von Additiven ist bevorzugt hinter einem Rohgaskühler angeordnet.
  • Es hat sich gezeigt, dass eine Abscheidung der chlorhaltigen Gaskomponenten möglichst im Hochtemperaturbereich besonders vorteilhaft ist, sei es aus energetischer oder wirtschaftlicher Sicht. Dies ermöglicht auch, kostengünstige Additive in verfahrenstechnisch vorteilhafter Weise einzusetzen, insbesondere derart, dass die Additive mehrmals bis zu ihrer Sättigung abscheidewirksam bleiben.
  • Als Additive können basische Sorptionsmittel wie Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Trass, Eisenerz verwendet werden. Diese Additive können auch als Mischung zur Abscheidung verwendet werden. Diese Additive sind zudem sehr kostengünstig und nicht explosionsfähig. Im Vergleich zu Aktivkohle und Herdofenkoks haben diese Additive den Vorteil, dass sie auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können, d.h., eine weitere Abkühlung ist nicht erforderlich. Der Temperaturbereich von 350 bis 400°C begünstigt die thermische Aktivierung des Additivs.
  • Die Additive können ohne zusätzlichen personellen Aufwand und bei nur geringem apparativem Aufwand verwendet werden.
  • Als vorteilhafte Verfahrensführung kann exemplarisch genannt werden:
    Nach einer teilweisen Reaktion im Flugstrom (Rohgaskanal = Reaktor) zwischen Additiv und chloridhaltigen Rohgas erfolgt eine umfassende Chloridabscheidung in der Filterschicht vor den einzelnen Filterkerzen (Festbettabscheidung) insbesondere gemäß folgenden Reaktionsgleichungen: CaO + 2HCl □ CaCl2 + H2O CaCO3 + 2HCl □ CaCl2 + H2CO3 H2CO3 □ H2O + CO2
  • Eine Zugabe von Additiven kann insbesondere über Düsen (entgegengesetzt zur Strömung) oder über wenigstens eine Venturi-Düse innerhalb der Venturikehle (mit Vorteilen hinsichtlich einer Durchmischung von Rohgas und Additiv) erfolgen. Hierbei können die Additive derart zuzugeben werden, dass gasförmige Säurebildner zu pulverförmigen Reaktionsprodukten neutralisiert werden.
  • Dabei kann eine Online-Messung des Chloridgehaltes insbesondere an einer Stelle hinter einem Warmgasfilter (Staubfilter) erfolgen. Dieser Parameter kann als Leitgröße dienen und zur Regelung der Additivzugabe verwendet werden. Durch die Regelung der Dosierung wird ein übermäßiger Verbrauch von Additiven vermieden. Zusätzlich dazu kann der Chloridgehalt im Abwasser hinter dem Scrubber gemessen werden, was eine exaktere Regelung des gesamten Prozesses ermöglicht. Verfahrens-Beispiel:
    • Cl = 0.48Gew.-% in trockener Biomasse (Einsatzstoff);
    • Massenstrom Biomasse = 119.86t/h; □ Massenstrom Chlor = 579kg/h
    • Grenzwert Chlor im Abwasser = 2000ppm; □ Abwassermenge = 289679kg/h
    Bei einer erfindungsgemäß erzielbaren Chlorabscheidung von 90% beträgt die Abwassermenge nur noch 28950kg/h.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Chlorabscheidung eine Regelung wenigstens eines Medienstromes, insbesondere eine Regelung zumindest bezüglich des Durchsatzes von wenigstens einem Medienstrom aus der folgenden Gruppe: Rohgas, Prozesswasser, Abwasser, Additive; und/oder wobei die Chlorabscheidung in regelungstechnischer Kommunikation mit wenigstens einer der folgenden Komponenten steht, insbesondere mittels wenigstens einer Mess- oder Regeleinheit: Prozesswasser-Zuleitung, Scrubber, Additiv-Dosierung, Abwasser-Ableitung, Staubfilter-Abreinigung. Hierdurch kann eine Prozess-Optimierung hinsichtlich einzelner Parameter insbesondere umfassend die Fremdstoffkonzentration im Wasser erfolgen, insbesondere online in Echtzeit.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Rohgas-Strömungspfadabschnitt zwischen dem HTW-Vergaser und der Staubabscheidung als Reaktionsraum für Additive ausgebildet, insbesondere als Flugstrom-Reaktionsraum; und/oder wobei am Rohgas-Strömungspfadabschnitt zwischen dem HTW-Vergaser und der Staubabscheidung wenigstens eine Düse zum Zuführen von Additiven angeordnet ist. Hierdurch kann einerseits die Sorption von Chloriden in den bestehenden Nachbehandlungs-Prozess auf elegante Weise integriert werden, andererseits kann die Zugabe auf geregelte Weise insbesondere bei optimierter Menge erfolgen. Die Dosierung kann insbesondere mittels Schneckenförderer erfolgen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Chlorabscheidung teilweise in die Staubabscheidung integriert, insbesondere mit einem Festbett-Reaktionsraum, indem Filterschichten an oder vor einzelnen Filterkerzen der Staubabscheidung als weiterer Reaktionsraum für die Chlorabscheidung genutzt werden. Hierdurch ist eine elegante Integration in bestehende Anlagentechnik möglich. Die Abscheidung kann auf sehr effiziente Weise erfolgen, ohne diesbezüglichen anlagen- oder verfahrenstechnischen Aufwand steigern zu müssen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Chlorabscheidung stromab von einer Gaskühlung angeordnet und zumindest teilweise in einen Rohgas-Strömungspfadabschnitt zwischen der Gaskühlung und der Staubabscheidung integriert. Auch hierdurch kann eine Integration in bestehende Anlagentechnik zur Nachbehandlung optimiert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die HTW-Vergaseranordnung druckaufgeladen und eingerichtet für Betriebsdrücke im Bereich von mindestens 2 bis 40bar. Bei druckaufgeladenem Prozess ergeben sich die zuvor beschriebenen Vorteile auf besonders spürbare Weise.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zum Aufbereiten von Rohgasen beim HTW-Vergasen von Einsatzstoffen, welches Rohgas stromab von der HTW-Vergasung via eine Staubabscheidung und via einen mit Prozesswasser beschickten Scrubber geführt wird, wobei eine Chlorabscheidung zwischen der HTW-Vergasung und der Staubabscheidung, insbesondere unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung und wahlweise zumindest teilweise integriert in die Staubabscheidung. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Chlorabscheidung als Hochtemperatur-Chlorabscheidung oberhalb von 300°C ausgeführt, insbesondere im Temperaturbereich 350 bis 400°C; und/oder wobei die Chlorabscheidung bei thermischer Aktivierung wenigstens einer Art von zugegebenem Additiv durchgeführt wird, insbesondere CaCO3. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Chlorabscheidung unter kontinuierlicher Zuführung von Additiven, insbesondere bei in Abhängigkeit der Chlorkonzentration oder des Chlorgehalts geregelter Dosierung und Zuführung der Additive; und/oder wobei die Chlorabscheidung unter Zuführung von wenigstens einer Art Additiv aus der folgenden Gruppe erfolgt: Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Trass, Eisenerz, Natriumcarbonat; insbesondere als Mischung daraus, insbesondere jeweils ausgenommen Aktivkohle oder Herdofenkoks. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Chlorabscheidung durch Eindüsen von Additiven, insbesondere mittels wenigstens einer Düse, insbesondere unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Dabei kann auch ein Spektrum der Staubpartikel erfasst werden (insbesondere online in Echtzeit mittels der Steuerungseinrichtung), und die Düse zum Eindüsen der Additive in Abhängigkeit des Spektrums angesteuert werden, zum Eindüsen der Additive mit vordefinierter Konfektionierung angepasst an das Staubpartikel-Spektrum. Dies liefert hohe Sorptions- bzw. Reaktions-Effizienz.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Chlorabscheidung sowohl in einem Flugstrom-Reaktionsraum, insbesondere in einem Strömungspfadabschnitt unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung, als auch in einem Festbett-Reaktionsraum, insbesondere in die Staubabscheidung integriert, durchgeführt wird, mit dem Flugstrom-Reaktionsraum stromauf vom Festbett-Reaktionsraum. Dies liefert eine elegante Integration sowie hohe Effizienz.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt während der Chlorabscheidung eine Erfassung wenigstens eines Parameters aus der folgenden Gruppe: Chlorkonzentration oder Chlorgehalt im Rohgas oder in einem Wasser-Strom, Druckdifferenz, Filterbeladung in der Staubabscheidung, Additivkonzentration, dem Rohgas zugegebene Additiv-Menge; wobei die Chlorabscheidung, insbesondere eine/die Additivzugabe parametergesteuert erfolgt. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt während der Chlorabscheidung eine Erfassung des Drucks des Rohgases oder einer Druckdifferenz bezüglich eines sich in der Staubabscheidung bildenden Filterkuchens, wobei ein Abreinigen des Filterkuchens differenzdruckgesteuert zu einem Zeitpunkt maximal großen Differenzdrucks erfolgt. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
  • Bevorzugt erfolgt eine Abreinigung der Filter von oben, wobei die Anströmung der Filter von unten erfolgt. Bevorzugt wird dabei die Druckdifferenz höher eingestellt als in einem Betriebsmodus ohne Zugabe von Additiven (falls der Chlorgehalt zeitweise auch ohne Additive niedrig genug sein sollte). Hierdurch kann eine Verweilzeit beeinflusst werden und die Abscheidung von Chlor verbessert werden. Insbesondere kann ein Zeitpunkt oder Intervall für die Abreinigung in Abhängigkeit einer Druckdifferenz vorgegeben werden, welche/s mit zunehmender Chlor-Konzentration ebenfalls größer wird, insbesondere bis zu einem maximal zulässigen Druckverlust. Diese Art der Verfahrensregelung kann der weiteren Prozessoptimierung dienen.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Steuerungseinrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei das Verfahren und wenigstens ein Medienstrom in Abhängigkeit wenigstens eines Messwertes wenigstens einer der folgenden Parameter gesteuert werden: Chlorkonzentration oder Chlorgehalt im Rohgas oder in einem Wasser-Strom, Druck oder Druckdifferenz, Additivkonzentration, jeweils in wenigstens einem der folgenden Messpunkte: stromauf von der Staubabscheidung, in der Staubabscheidung, stromab von der Staubabscheidung, stromab von einem Scrubber stromab von der Staubabscheidung. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung eines Rohgaskanal-Abschnitts stromab von einer HTW-Vergasung und stromauf von einer Staubabscheidung zum Aufbereiten von Rohgasen, indem der Rohgaskanal-Abschnitt genutzt wird als Reaktionsraum für eine Chlorabscheidung unter Zugabe, insbesondere Eindüsung von Additiven aus der Gruppe: Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Trass, Eisenerz, Natriumcarbonat, insbesondere als Flugstromreaktor genutzt wird, insbesondere in einer zuvor beschriebenen HTW-Vergaseranordnung, insbesondere in Kombination mit einer differenzdruckgesteuerten Abreinigung von sich in der Staubabscheidung bildendem Filterkuchen, welcher Filterkuchen bevorzugt als weiterer Reaktionsraum für die Chlorabscheidung genutzt wird, insbesondere in einer „zero liquid discharge“-HTW-Anlage bzw. einer dafür vorgesehenen Nachbehandlung. Dies ermöglicht das Bereitstellen von Prozesswasser/Abwasser aus einem Scrubber mit beträchtlich reduziertem Chlorgehalt.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels basierend auf den folgenden Figuren. Dabei zeigt
    • 1 in schematischer Darstellung ein Verfahrensschaubild einer Nachbehandlung von Medien bzw. Bodenprodukt stromab einer HTW-Vergasung gemäß dem Stand der Technik
    • 2 in schematischer Darstellung ein Verfahrensschaubild einer Nachbehandlung von Medien bzw. Bodenprodukt stromab einer HTW-Vergasung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die 1 zeigt eine Einsatzstoff-Zuführung 1 zum Zuführen von Einsatzstoff M1 zu einem HTW-Vergaser 2 mit Rückführ-Zyklon 3 und Staub-Rückführung 3.1. Aus dem HTW-Vergaser 2 wird Bodenprodukt BP in einer Bodenprodukt-Abführung 4 abgeführt, umfassend wenigstens eine Kühlschnecke 4.1 und wenigstens eine Austragschnecke 4.2. Stromab vom HTW-Vergaser sind ein Gaskühler bzw. Gaskühlung 5, ein Staubfilter bzw. Staubabscheidung/Staubfilterung 6 mit Staub-Rückführung 6.1 und Staubentladung 7 bzw. Abführung von Staub über wenigstens eine Kühlschnecke 7.1 und wenigstens eine Austragschnecke 7.2 angeordnet. Ein chlorbeladener Medienstrom M4 muss über eine Staubabführung M7 abgeführt werden, insbesondere via eine Wirbelschichtbrennkammer 9. Stromab vom Staubfilter 6 sind eine Wasserwäsche 8 bzw. Quencheinheit/Quenchung und Scrubber, ein Shift 18 und eine Entschwefelung 19 angeordnet, wobei die Wasserwäsche 8 mit Prozesswasser M2 beaufschlagt wird, welches nach der Wäsche (Scrubber bzw. Quench) als chlorbeladenes Abwasser abgeführt werden muss. Stromab von der Entschwefelung 19 kann Synthesegas SG abgeführt werden.
  • Die 2 zeigt eine HTW-Vergaservorrichtung 10 umfassend eine Chlorabscheidung bzw. einen Chlorabscheider 11 und eine Dosiereinheit 12 bzw. Dosierung für Additive, insbesondere mit Zellradschleuse, und ein Additiv-Reservoir 13, insbesondere Silo, und einen Rohgas-Strömungspfadabschnitt 15 zwischen dem HTW-Vergaser 2 und dem Staubfilter 6, insbesondere ausgestaltet als Rohgaskanal mit Reaktionsraum 15.2 (Abscheidung bevorzugt im Flugstrom). Am Strömungspfadabschnitt 15 ist wenigstens eine Düse 15.1 angeordnet.
  • Mittels einer Steuerungseinrichtung 20, insbesondere umfassend eine Logikeinheit, kann eine Parameterüberwachung und Prozessregelung erfolgen, insbesondere in Abhängigkeit von Fremdstoffkonzentrationen in flüssigen oder gasförmigen Medienströmen. Dazu steht die Steuerungseinrichtung 20 in Verbindung mit Mess- oder Regeleinheiten 21, 22 zur Chlorgehalt-Erfassung (FC = flow control) sowie mit wenigstens einer Mess- oder Regeleinheit 23 für Wasserströme (LC = level control), welche zumindest an den Abwasserstrom M3 bzw. an entsprechende Regelorgane gekoppelt ist. Der jeweilige Medienstrom kann über in 2 nur exemplarisch angedeutete Regelorgane 24, 25, insbesondere Ventile vorgegeben werden, welche Regelorgane auch an alternativen bzw. weiteren Positionen angeordnet sein können.
  • Erfindungsgemäß kann ein chlorreduzierter gasförmiger und/oder flüssiger Medienstrom M5, M5a, M5b bereitgestellt werden, welcher insbesondere einen optimierten (Ab-)Wasserhaushalt ermöglicht. Der Medienstrom M5 ist insbesondere ein feststoffbeladener chlorreduzierter Gasstrom. Der Medienstrom M5a ist insbesondere ein chlorreduzierter Gasstrom, weitgehend ohne Feststoffe. Der Medienstrom M5b ist insbesondere ein gekühlter gewaschener chlorreduzierter Gasstrom, insbesondere Synthesegas SG. Dazu kann die Zugabe von Additiven M8 stromauf vom Staubfilter 8, insbesondere stromab vom Gaskühler 5, wahlweise auf geregelte Weise erfolgen. Dabei können die Dosiereinheiten bzw. Regelorgane 12, 24, 25 zusammen bzw. in Abhängigkeit voneinander angesteuert und die entsprechenden Medienströme geregelt werden, insbesondere zentral mittels der Steuerungseinrichtung 20 basierend auf in Echtzeit online gemessenen Parametern, wie zuvor beschrieben.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Einsatzstoff-Zuführung
    2
    HTW-Vergaser bzw. HTW-Vergasung
    3
    Rückführ-Zyklon
    3.1
    Staub-Rückführung
    4
    Bodenprodukt-Abführung
    4.1
    Kühlschnecke
    4.2
    Austragschnecke
    5
    Gaskühler bzw. Gaskühlung
    6
    Staubfilter bzw. Staubabscheidung/Staubfilterung
    6.1
    Staub-Rückführung
    7
    Staubentladung bzw. Abführung von Staub
    7.1
    Kühlschnecke
    7.2
    Austragschnecke
    8
    Wasserwäsche bzw. Quencheinheit/Quenchung und Scrubber
    9
    Wirbelschichtbrennkammer
    10
    HTW-Vergaservorrichtung
    11
    Chlorabscheidung bzw. Chlorabscheider
    12
    Dosiereinheit bzw. Dosierung für Additive, insbesondere mit Zellradschleuse
    13
    Additiv-Reservoir, insbesondere Silo
    15
    Rohgas-Strömungspfadabschnitt zwischen HTW-Vergaser und Staubfilter, insbesondere ausgestaltet als Rohgaskanal mit Reaktionsraum
    15.1
    Düse
    15.2
    Reaktionskavität / Reaktionsraum
    18
    Shift
    19
    Entschwefelung
    20
    Steuerungseinrichtung, insbesondere umfassend eine Logikeinheit
    21, 22
    Mess- oder Regeleinheit zur Chlorgehalt-Erfassung (FC)
    23
    Mess- oder Regeleinheit für Wasserströme (LC)
    24, 25
    Regelorgan, insbesondere Ventil
    BP
    Bodenprodukt
    M1
    Einsatzstoff
    M2
    Prozesswasser bzw. Prozesswasser-Zuleitung
    M3
    Abwasser bzw. Abwasser-Ableitung
    M4
    chlorbeladener Medienstrom aus HTW-Prozess, insbesondere Rohgas
    M5, M5a, M5b
    chlorreduzierter Medienstrom
    M7
    Staubabführung
    M8
    Additive
    SG
    Synthesegas
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4038369 [0004]
    • US 2015/0000870 A1 [0005]

Claims (16)

  1. HTW-Vergaseranordnung (10) eingerichtet zum Aufbereiten von Rohgasen beim Vergasen von Einsatzstoffen, mit einem HTW-Vergaser (1), mit einer stromab davon angeordneten Staubabscheidung (6) zum Abführen des Staubes aus dem Rohgas (M4), und mit einem stromab davon angeordneten, mit Prozesswasser (M2) beschickten Scrubber (8), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem HTW-Vergaser und der Staubabscheidung eine rohgasdurchströmte Chlorabscheidung (11) angeordnet ist, insbesondere unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung.
  2. HTW-Vergaseranordnung nach Anspruch 1, wobei die Chlorabscheidung eine Hochtemperatur-Chlorabscheidung eingerichtet für einen Betrieb oberhalb von 300°C ist, insbesondere im Temperaturbereich 350 bis 400°C.
  3. HTW-Vergaseranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Chlorabscheidung wenigstens eine Mess- oder Regeleinheit (21, 22, 23) eingerichtet zur Chlorgehalt-Erfassung umfasst, insbesondere eine Mehrzahl von Messeinheiten mit Messpunkten aus der Gruppe: stromab von einer Gaskühlung stromab vom HTW-Vergaser, stromauf von der Staubabscheidung, in der Staubabscheidung, stromab von der Staubabscheidung, stromab vom Scrubber.
  4. HTW-Vergaseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorabscheidung ein Additiv-Reservoir (13) und/oder eine Additiv-Dosiereinheit (12) stromauf von der Staubabscheidung (6) umfasst und eingerichtet ist zum Bilden von Reaktionsprodukten aus Additiv, insbesondere CaCO3, und Rohgas oder darin enthaltenen Feststoffen oder Rohgaskomponenten.
  5. HTW-Vergaseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorabscheidung (11) eine Regelung wenigstens eines Medienstromes umfasst, insbesondere eine Regelung zumindest bezüglich des Durchsatzes wenigstens eines Medienstroms aus der folgenden Gruppe: Rohgas (M4, M5, M5a, M5b), Prozesswasser (M2), Abwasser (M3), Additive (M8); und/oder wobei die Chlorabscheidung in regelungstechnischer Kommunikation mit wenigstens einer der folgenden Komponenten steht, insbesondere mittels wenigstens einer Mess- oder Regeleinheit (21, 22, 23): Prozesswasser-Zuleitung (M2), Scrubber (8), Additiv-Dosierung (12), Abwasser-Ableitung (M3), Staubfilter-Abreinigung.
  6. HTW-Vergaseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Rohgas-Strömungspfadabschnitt (15) zwischen dem HTW-Vergaser und der Staubabscheidung als Reaktionsraum für Additive ausgebildet ist, insbesondere als Flugstrom-Reaktionsraum; und/oder wobei am Rohgas-Strömungspfadabschnitt (15) zwischen dem HTW-Vergaser und der Staubabscheidung wenigstens eine Düse (15.1) zum Zuführen von Additiven angeordnet ist.
  7. HTW-Vergaseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorabscheidung (11) teilweise in die Staubabscheidung (6) integriert ist, insbesondere mit einem Festbett-Reaktionsraum, indem Filterschichten an oder vor einzelnen Filterkerzen der Staubabscheidung als Reaktionsraum genutzt werden.
  8. HTW-Vergaseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorabscheidung stromab von einer Gaskühlung (5) angeordnet und zumindest teilweise in einen Rohgas-Strömungspfadabschnitt (15) zwischen der Gaskühlung und der Staubabscheidung (6) integriert ist.
  9. HTW-Vergaseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die HTW-Vergaseranordnung druckaufgeladen ist und eingerichtet ist für Betriebsdrücke im Bereich von mindestens 2 bis 40bar.
  10. Verfahren zum Aufbereiten von Rohgasen (M4) beim HTW-Vergasen von Einsatzstoffen (M1), welches Rohgas stromab von der HTW-Vergasung (2) via eine Staubabscheidung (6) und via einen mit Prozesswasser (M2) beschickten Scrubber (8) geführt wird, gekennzeichnet durch eine Chlorabscheidung (11) zwischen der HTW-Vergasung und der Staubabscheidung, insbesondere unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung und wahlweise zumindest teilweise integriert in die Staubabscheidung.
  11. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei die Chlorabscheidung (11) als Hochtemperatur-Chlorabscheidung oberhalb von 300°C ausgeführt wird, insbesondere im Temperaturbereich 350 bis 400°C; und/oder wobei die Chlorabscheidung bei thermischer Aktivierung wenigstens einer Art von zugegebenem Additiv (M8) durchgeführt wird, insbesondere CaCO3.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Chlorabscheidung unter kontinuierlicher Zuführung von Additiven (M8) erfolgt, insbesondere bei in Abhängigkeit der Chlorkonzentration oder des Chlorgehalts geregelter Dosierung und Zuführung der Additive; und/oder wobei die Chlorabscheidung unter Zuführung von wenigstens einer Art Additiv aus der folgenden Gruppe erfolgt: Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Trass, Eisenerz, Natriumcarbonat; insbesondere als Mischung daraus, insbesondere jeweils ausgenommen Aktivkohle oder Herdofenkoks.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Chlorabscheidung (11) durch Eindüsen von Additiven erfolgt, insbesondere unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung; und/oder wobei die Chlorabscheidung (11) sowohl in einem Flugstrom-Reaktionsraum (15.2), insbesondere in einem Strömungspfadabschnitt (15) unmittelbar stromauf von der Staubabscheidung, als auch in einem Festbett-Reaktionsraum, insbesondere in die Staubabscheidung integriert, durchgeführt wird, mit dem Flugstrom-Reaktionsraum stromauf vom Festbett-Reaktionsraum.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei während der Chlorabscheidung (11) eine Erfassung wenigstens eines Parameters aus der folgenden Gruppe erfolgt: Chlorkonzentration oder Chlorgehalt im Rohgas oder in einem Wasser-Strom, Druckdifferenz, Filterbeladung in der Staubabscheidung, Additivkonzentration, dem Rohgas zugegebene Additiv-Menge; wobei die Chlorabscheidung, insbesondere eine/die Additivzugabe parametergesteuert erfolgt; und/oder wobei während der Chlorabscheidung (11) eine Erfassung des Drucks des Rohgases oder einer Druckdifferenz bezüglich eines sich in der Staubabscheidung (6) bildenden Filterkuchens erfolgt, wobei ein Abreinigen des Filterkuchens differenzdruckgesteuert zu einem Zeitpunkt maximal großen Differenzdrucks erfolgt.
  15. Steuerungseinrichtung (20) eingerichtet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Verfahren und wenigstens ein Medienstrom (M2, M3, M8) in Abhängigkeit wenigstens eines Messwertes wenigstens einer der folgenden Parameter gesteuert werden: Chlorkonzentration oder Chlorgehalt im Rohgas oder in einem Wasser-Strom, Druck oder Druckdifferenz, Additivkonzentration, jeweils in wenigstens einem der folgenden Messpunkte: stromauf von der Staubabscheidung, in der Staubabscheidung, stromab von der Staubabscheidung, stromab von einem Scrubber stromab von der Staubabscheidung.
  16. Verwendung eines Rohgaskanal-Abschnitts (15) stromab von einer HTW-Vergasung und stromauf von einer Staubabscheidung (6) zum Aufbereiten von Rohgasen, indem der Rohgaskanal-Abschnitt genutzt wird als Reaktionsraum für eine Chlorabscheidung (11) unter Zugabe, insbesondere Eindüsung von Additiven (M8) aus der Gruppe: Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Trass, Eisenerz, Natriumcarbonat, insbesondere als Flugstromreaktor genutzt wird, insbesondere in einer HTW-Vergaseranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere in Kombination mit einer differenzdruckgesteuerten Abreinigung von sich in der Staubabscheidung (6) bildendem Filterkuchen, welcher Filterkuchen bevorzugt als weiterer Reaktionsraum für die Chlorabscheidung (11) genutzt wird.
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