DE1037051B - Verfahren zum Schwelen und Vergasen fester Brennstoffe in Schachtgaserzeugern - Google Patents

Description

• Verfahren zum Schwelen und Vergasen fester Brennstoffe in Schachtgaserzeugern Gegenstand des deutschen Patentes 963 464 ist ein \'erfahren zur restlosen Vergasung fester Brennstoffe zu Heiz- oder Synthesegas unter gleichzeitiger Ge- winnung hochwertigen Schwelteers, bei dem die Schwelung des in geschlossener Gutsäule durch den Vergaser abwärts geführten Brennstoffs in zwei übereinander angeordneten Zonen erfolgt und ein Teil des der oberen Schwelzone zugeführten Vergasungsmittels zugleich mit dem Gas der unteren Vergasungszone abgezogen wird, in der der restliche Kohlenstoff des Brennstoffs mit Sauerstoff oder Luft und Wasserdampf und gegebenenfalls Kohlensäure vergast wird.
• Nach der Erfindung wird dieses Verfahren dadurch verbessert, daß der zweckmäßig weitgehend vorgetrocknete und vorgewärmte Brennstoff in einer besonderen Schwelzone, die z. B. in bekannter Weise mit einem Kreislauf erhitzter Gase betrieben werden kann oder mit aus dein Rückstand der Schwelung erzeugten Gasen, zunächst geschwelt und entgast wird. Der entgaste Rückstand wird dann in einer Zone mit abwärts gerichteter Gasströmung, d. h. im Gleichstrom, zweckmäßig weitgehend, beispielsweise bis zu etwa 80% seines fixen Kohlenstoffs, vergast und in einer darunterliegenden Zone mit aufwärts gerichteter Gasströmung, d. h. im Gegenstrom weiter bzw. vollständig vergast, wobei die Gase aus den beiden Vergasungszonen getrennt oder gemeinsam abgezogen werden können. Durch die Anordnung einer getrennten Schwelzone, insbesondere wenn die Temperatur der Spülgase durch eine Kreislaufführung derselben geregelt wird, wird eine Höchstausbeute an unzersetztem Teer erzielt. In der ersten, im Gleichstrorn arbeitenden Vergasungszone kann mit einem verhältnismäßig sauerstoffreichen Vergasungsmittel und hohen Vergasungsleistungen gearbeitet werden, d.h., man kann auf den üblichen Zusatz von Dampf bei der Vergasung größtenteils oder vollständig verzichten, ohne daß die Gefahr einer Verschlackung der Vergasungsrückstände besteht. Das Vergasungsmittel trifft einmal wegen der Gleichstrombewegung von Gut und Gasen in der ersten Vergasungszone dauernd auf einen sehr kohlenstoffreichen Brennstoff, so daß ein Zusammensintern der Asche nicht möglich ist. In tieferen Lagen, wo sich die Asche angereichert hat, ist durch die Vergasungsreaktion die Temperatur schon so weit abgesunken, daß eine Sinterung der Asche nicht mehr erfolgt. In der Nachvergasungszone, die im Gegenstrorn arbeitet, kann, da es sich nur noch um eine geringe Schachtbelastung handelt, die Sinterung der Asche durch Zugabe von Dampf oder Kohlensäure leicht verhindert werden, wobei es wirtschaftlich von geringem Einfluß auf das Gesamtverfahren ist, ob in dieser Zone, in der vorteilhaft nur ein geringer Teil des Kohlenstoffs umgesetzt wird, mit hohem Dampfzusatz gearbeitet werden muß. Es ist also auch möglich, selbst Brennstoffe mit sehr niedrigem Aschenschmelzpunkt nach dem neuen Verfahren zu vergasen.
• Durch die Erfindung wird der wärmetechnische Wirkungsgrad des Gesamtverfahrens wesentlich verbessert. Sie ermöglicht ferner eine wertvolle Steigerung der Durchsatzleistung gegenüber den bekannten Verfahren sowie erhebliche Ersparnisse an Dampf und Kohlensäure, ohne daß deshalb eine Verschlackungsgefahr besteht. Das Verfahren gestattet auch die Erzeugung kohlenoxydreicher Gase, insbesondere für die Svnthese von Kohlenwasserstoffen mit eisenhaltigen Kontakten.
• Die Gasführung wird nach einem weiteren Teil der Erfindung der besonderen Aufgabe, die die Gaserzeugung erfüllen soll, je nachdem ob es sich um die Erzeugung von Heizgas oder Synthesegas handelt, angepaßt. Bei der Erzeugung von Heizgas kann z. B. auch mit Luft in einer oder mehreren Zonen vergast werden. Die Schwelung kann auch hierbei in bekannter Weise, z. B. durch einen Kreislauf der gebildeten und durch Teilverbrennung erhitzten Schwelgase, bewirkt werden, oder es können den Schwelgasen heiße Gase aus der Vergasungszone zugernischt oder auch diese selbst in der benötigten Menge durch die Schwelzone geleitet werden. Die aus der Schwelzone und aus den Vergasungszonen hervorgehenden Gase können getrennt oder gemeinsam als Heizgas verwendet werden. Die heißen Gase der Vergasungszonen können in bekannter Weise vor ihrer Verwendung als brennbares Gas ihre fühlbare Wärme zur Dampferzeugung od. dgl. abgeben.
• Bei der Erzeugung von Synthesegas wird z. B zur Ausschaltung des Stickstoffs in dem erforderlichen Maße vorteilhaft mit mit Sauerstoff angereicherter Luft oder mit Sauerstoff gearbeitet. Sind bei der Erzeugung von Synthesegas Kohlenwasserstoffe, insbesondere -Methan, in den Gasen nicht erwünscht, so werden vorteilhaft die Gase aus der Schwelzone und die Gase aus den Vergasungszonen getrennt abgef ührt. Die methanhaltigen Gase der Schwelzone können dann z. B. entweder direkt als Leuchtgas oder Heizgas Verwendung finden oder auf Kohlenwasserstoffe u. dgl. verarbeitet werden. Um die Menge der kohlenwasserstoffhaltigen Gase gering und deren Konzentration an Kohlenwasserstoffen hoch zu halten, wird dabei z. B. die Schwelzone mit einem Kreislauf der Schwelgase betrieben. Diese können beispielsweise durch Wärmeaustausch mit den beißen Gasen aus den Vergasungszonen erhitzt und/oder durch Teilverbrennung mit Sauerstoff auf Schweltemperatur gebracht werden.
• Sollen auch die Destillationsgase zur Herstellung von Synthesegas ausgenutzt werden, so wird der Übersihuß der Schwelgase für sich aus dem Kreislauf abgezogen und z. B. therrnisch gespalten. Nach der Spaltung der niederen Kohlenwasserstoffe od. dgl. kann das Gas mit den aus den Vergasungszonen abströmenden Gasen vereinigt werden. Die Spaltung kann in bekannter Weise in außenbeheizten, katalvtisch wirkenden Spaltkammern oder auch durch Teilverbrennung mit Sauerstoff erfolgen.
• Ein Schema des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung insbesondere für die Erzeugung von Synthesegas beispielsweise dargestellt.
• Dem Vergasungsschacht 1 wird der Brennstoff in getrocknetem Zustand durch die Schnurre2 zugefiihrt. Er gelangt in die Schwelzone3, wo er durch einen Kreislauf inerter erhitzter Gase geschwelt und teilweise entgast wird. Unterhalb der Schwelzone ist die ersteVergasungszone4 angeordnet, in der der Schwelrückstand mit einem Vergasungsmittel, das zweckmäßig mit hoher Sauerstoffkonzentration angewendet wird, im Gleichstrom teilweise vergast wird. In einer darunterliegenden Zone 5 wird mit einem #Tergasungsmittel, das vorteilhaft Wasserdarnpf oder Kohlensäure in höherer Konzentration enthält, die Vergasung des noch vorhandenen Kohlenstoffs weiter-bzw. zu Ende geführt. Hierbei können z. B. zur Verdrängung gegenenfalls vorhandener brennbarer Gase aus dem Sammelraum für die Rückstände noch weitere geringe -,",lengen Sauerstoff und/oder Wasserdampf in den Austragsbunker6 unterhalb der '"7ergasungszoneS eingeleitet werden. Die Spülgase werden der Schwelzone vorteilhaft durch einen mit Schlitzen 7 versehelien Rost 8 in bekannter Weise zugeführt. In der Vergasungszone 4 dient ein wassergekühlter Einbau 9 der Zufuhr des Vergasungsmittels. Unterhalb der Zone 5 sind ebenfalls -ekühlte Dächer 10 angeordnet, durch die das Vergasungsmittel in die ZoneS eintreten kann.
• Der Brennstoff ruht in dem Schacht, z. B. auf einem Tisch 11 bekannter Bauart, wobei die Austragung der Rückstände entweder durch Bewegung des Tisches 11 oder durch diejenige eines Verdrängers 12 erfolgen kann. Die Entfernung der Rückstände aus dem Aschebunker 6 geschieht in bekannter Weise, z. B. durch die Schleuse 13. Die gebildeten Schwelgase werden durch die Leitung 14 Kondensationseinrichtungen 15 bekamiter Batiart zugeführt mittels eines Gebläses 16, das auch den Druck erzeugen kann, der erforderlich ist, um die Gase wieder in die Schwelzone 3 oder nach einer anderen Verwertungsstelle zu fördern. Für die Aufheizung des Schwelmittels kann ein Wärmeaustausch gegen die heißen Gase der Vergasungszonen in dein Wärmeaustauscher 17 und/oder ein Beimischen heißer stickstofffreier Gase bzw. eine Teilverbrennung mit Sauerstoff in dem Ofen 18 vorgesehen sein. Die aus den Vergasungszonen durch die Dächer 19 abströmenden heißen Gase können dem Wärmeaustauscher 17 zugeleitet werden. Sie geben dort ihre Wärme an die Spülgase der Schwelzone ab und stehen nach entsprechender Reinigung als Syntliesegas zur Verfügung. Die in der Schwelzone gebildeten überschüssigen und nicht in den Kreislauf zurückkehrenden Schwelgase können aus dem Wärmeaustauscher abgezweigt und in den Spaltofen 20 in bekannter Weise entweder in außenbeheizten Kontaktkammern oder durch Teilverbrennung mit Sauerstoff thermisch gespalten und dann ebenfalls dem Synthesegas zweckmäßig vor dessen Eintritt in den Wärmeaustauscher zugemischt werden.
• Das erfindungs-emäße Verfahren kann mit denselben oder ähnlichen Einrichtungen auch für die Erzeugung von Heizgas oder die gleichzeitige Erzeugung von Leuchtgas ähnlichem Gas und Generatorgas benutzt werden. Bei der Erzeugung von industriellem Heizgas kann auf einen Kreislauf in der Schwelzone ganz oder teilweise verzichtet werden, und es kann statt mit im Kreislauf geführten Schwelgasen im Verfahren gemäß der Erfindung der Brennstoff (im Gleichstrom und/oder Gegenstrom od. dgl.) nach anderen bekannten Verfahren geschwelt werden.
• Sollen z. B. die Schwelgase als hochwertiges Leucht- oder Heizgas abgezogen werden, so wird vorteilhaft nur der im Kreislauf betriebenen Schwelzone. zweckmäßig unter Teilverbrennung des Schwelmittels, Sauerstoff zugeführt, während die restliche Vergasung auch mit atmosphärischer Luft erfolgen kann. In diesem Fall erübrigt sich die Spaltung des überschüssigen Schwelgases, das z. B. direkt dem Versorgungsnetz füx Starkgas zugeleitet werden kann. Falls ein für Arnmoniaksynthese geeignetes Gas erzeugt werden soll, wird z. B. eine der Vergasungszonen, zweckmäßig die Vergastingszone 4, mit stickstofffreiern Sauerstoff betrieben oder die Beheizung an allen Brennstellen mit einer sauerstoffangereicherten Luft bewirkt. deren Stickstoffgehalt dem im Endgas gewünschten Stickstoffgehalt angepaßt werden kann.

Claims (4)

1. P A T FN T ANS P 11 ÜC 11 E:- 1. Verfahren zum Schwelen und Vergasen fester Brennstoffe in Schachtgaserzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß der zweckmäßig stark vorgetrocknete Brennstoff in einer besonderen Schwelzone, gegebenenfalls mit Kreislauf der Spülgase, geschwelt und entgast, anschließend mit abwärts strömenden Vergasungsmitteln, vorteilhaft weitgehend, vergast wird und daß in einer zweiten Vergasungszone mit Aufwärtsströmung des Vergasungsmittels. insbesondere mit Hilfe von stark wasserdampf- und/oder kohlensäurehaltigen Vergasungsmitteln, dieVergasung weiter-bzw. zu Ende geführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Erzeugung von inethanarinem Synthesegas.
3. Jadurch gekennzeichnet, (laß die Behe;zung der Schwelzone und gegebenenfalls die Vergasung mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft betrieben werden. 3. #'erfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 01 - gekennzeichnet, daß die in die Schwelzone ein geführten Spülgase, vorteilhaft mit Hilfe der heißen Abgase der Vergasungszone in einem Wärmeaustauscher, vorgewärmt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das überschußgas der Schwelzone einer thermischen Spaltung unterworfen wird.