DE1050008B

DE1050008B - Process for the gasification or combustion of fuels

Info

Publication number: DE1050008B
Application number: DENDAT1050008D
Authority: DE
Inventors: Brühl Dipl.-Ing. Roman Rummel
Original assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff A.G., Wesseling (Bez. Köln)
Publication date: 1959-02-05

Description

Es ist bekannt, Brennstoffe in der aus ihrer Asche oder aus Zuschlägen sich bildenden flüssigen Schlacke zu vergasen, indem man die Brennstoffe und gegebenenfalls Zuschläge durch Vergasungsmittel in die flüssige Schlacke einführt und dort zur Reaktion bringt, wobei die flüssige Schlacke als Wärmeüberträger und Reaktionsvermittler dient.It is known to use fuels in the liquid slag formed from their ashes or from aggregates to gasify by putting the fuels and, if necessary, additives through gasifying agents in the introduces liquid slag and reacts there, with the liquid slag as a heat exchanger and serves as a reaction mediator.

Es ist ferner bekannt, Brennstoffe unter einem Druck zu vergasen, der ein Vielfaches vom atmosphärischen beträgt. Hierbei werden die Vergasungsmittel unter Druck in die Brennstoffschicht des Vergaserschachtes eingeführt und der Vergaserschacht selbst unter Druck, z. B. 10 bis 20 atü, gehalten. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sich das Methangasgleichgewicht mit zunehmendem Druck auf die Methanseite verlagert, daß also der Anteil des erzeuten Gases an Methan und damit der Heizwert des Gases höher werden. Ein weiterer Vorteil der Druckvergasung besteht darin, daß Kompressionsarbeit gespart wird, weil das Gas gleich unter dem Druck steht, mit dem es beispielsweise für Synthesen verwendet werden soll, und daß weiterhin die Reinigung infolge des höheren Partialdruckes der Verunreinigungen leichter durchzuführen ist.It is also known to gasify fuels under a pressure which is many times that of the atmosphere amounts to. Here, the gasification agents are under pressure in the fuel layer of the gasifier shaft introduced and the carburetor shaft itself under pressure, e.g. B. 10 to 20 atm. Of the The advantage of this process is that the methane gas equilibrium increases with increasing pressure the methane side shifts, so that the proportion of the gas generated in methane and thus the calorific value of the Gases become higher. Another advantage of pressurized gasification is that compression work is saved because the gas is under the same pressure with which it is used for syntheses, for example should be, and that the cleaning continues as a result of the higher partial pressure of the impurities is easier to do.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Weiterentwicklung des eingangs erwähnten Verfahrens zur Vergasung von Brennstoffen in flüssiger Schlacke, wobei man den Anteil der gasförmigen Reaktionsteilnehmer in der schaumigen Reaktionsphase durch Anwendung eines höheren Druckes als dem atmosphärischen erhöht. Die Methankonzentration des erzeugten Gases wird wegen der hohen Temperatur, bei der die Vergasungsreaktion infolge der Anwesenheit der geschmolzenen Schlacke abläuft, kaum höher. Doch werden andere, zum Teil nicht vorherzusehende Vorteile durch die Erhöhung des Druckes erreicht, die das erfinduingsgemäße Verfahren besonders leistungsfähig gestalten.The subject of the invention is a further development of the gasification method mentioned at the beginning of fuels in liquid slag, taking the proportion of gaseous reactants increased in the foamy reaction phase by using a pressure higher than atmospheric. The methane concentration of the gas produced is because of the high temperature at which the gasification reaction due to the presence of the molten slag, hardly higher. But will other, partly unforeseeable advantages achieved by increasing the pressure, which the erfinduingsgemäße Make processes particularly efficient.

Unter Vergasung soll hier allgemein die Überführung des Brennstoffes mit Vergasungs- oder Verbrennungsmitteln in den gasförmigen Zustand verstanden werden, wobei es gleichgültig ist, ob die im Brennstoff vorhandene Energie zum größten Teil in chemisch gebundene Wärme (Vergasung) oder ganz in fühlbare Wärme (Verbrennung) des erzeugten Gases umgewandelt wird. Danach ist die Verbrennung ein Extremfall der Vergasung, weshalb das Verfahren gemäß der Erfindung sowohl für die Vergasung als auch Verbrennung von Brennstoffen aller Art anwendbar ist. Bei dieser allgemeinen Betrachtungsweise wird im Falle einer angestrebten Verbrennung des Brennstoffes das Vergasungsmittel zum Verbrennungsniittel, z. B. Luft, und der Vergaser zur Verbrennungsvorrichtung.Gasification here generally refers to the transfer of fuel with gasification or combustion agents in the gaseous state can be understood, it is immaterial whether the energy present in the fuel for the most part in chemically bound heat (gasification) or completely in sensible heat (combustion) of the generated Gas is converted. After that, combustion is an extreme case of gasification, which is why the process according to the invention for both gasification and combustion of fuels of all Kind is applicable. This general approach is used in the case of a Combustion of the fuel, the gasifying agent to the combustion agent, e.g. B. air, and the carburetor to the combustion device.

Verfahren zur Vergasung
oder Verbrennung von BrennstoffenProcedure for gasification
or burning fuels

Anmelder:Applicant:

Union Rheinische Braunkohlen
Kraftstoff A. G., Wesseling (Bez. Köln)Union of Rhenish Brown Coals
Fuel AG, Wesseling (Cologne district)

Dipl.-Ing. Roman Rummel, Brühl,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Roman Rummel, Brühl,
has been named as the inventor

Bei der Einführung von Brennstoff und Vergasungsmittel in die flüssige Schlacke entsteht ein blasiges oder schaumiges Gemisch von Schlacke, Brennstoff und Vergasungsmitteln und bereits bei der Ent- und Vergasung des Brennstoffes entstandenen Gasen. Die gasförmigen Bestandteile dieser Gemische (Vergasungsmittel und erzeugte Gase) nehmen gegenüber der Schlacke und dem Brennstoff ein um so größeres Volumen ein, je niedriger der Druck ist, unter dem die Reaktion abläuft. Erhöht man dagegen den Druck, so nimmt die Menge der gasförmigen Reaktionsteilnehmer im schaumigen Gemisch bei gleichem Volumen zu, d. h., ihre Konzentration steigt entsprechend an. Hierdurch wird das Zerfallen der schaumigen Phase verzögert und dadurch der Ablauf der Vergasungs- bzw. Verbrennungsreaktion in der schaumigen Phase wesentlich verbessert. Der gleiche Vergaser leistet, unter höherem Druck betrieben, ein Mehrfaches gegenüber seiner Fahrweise bei niedrigem Druck.When fuel and gasifying agent are introduced into the liquid slag, a vesicular or foamy mixture of slag, fuel and gasifying agents and already at the Degassing and gasification of the fuel produced gases. The gaseous constituents of these mixtures (Gasification agents and generated gases) take a lot compared to the slag and the fuel The greater the volume, the lower the pressure under which the reaction takes place. On the other hand, if you increase If the pressure increases, the amount of gaseous reactants in the foamy mixture increases equal volume, d. that is, their concentration increases accordingly. This will cause the foamy phase delayed and thereby the course of the gasification or combustion reaction in the foamy phase significantly improved. The same carburetor works under higher pressure Several times that of driving at low pressure.

Der Strömungsimpuls der in die Schlacke eingeführten gasförmigen Medien unter hohem Druck ist wirkungsvoller als bei niedrigem Druck. Dadurch gerät das umlaufende Schlackenbad in raschere Bewegung, und es wird ebenfalls eine Beschleunigung der Vergasungs- bzw. der Verbrennungsreaktion erzielt. The flow momentum of the gaseous media introduced into the slag is under high pressure more effective than at low pressure. This causes the circulating slag bath to move more quickly, and an acceleration of the gasification or combustion reaction is also achieved.

Der Ablauf der Vergasung und Verbrennung des Brennstoffes im Schlackenbad unter erhöhtem Druck erfolgt nach vorstehendem insbesondere wegen der höheren Konzentration der gasförmigen Reaktionsmedien wesentlich rascher und weitergehend als bei atmosphärischem Druck. Für den vollständigen Ausbrand des Brennstoffes bei der Verbrennungsreaktion ist daher kein oder nur ein sehr geringer Luftüberschuß erforderlich. Die Einbindung¹ der Asche desThe gasification and combustion of the fuel in the slag bath under increased pressure takes place according to the above, in particular because of the higher concentration of the gaseous reaction media, much more rapidly and more extensively than at atmospheric pressure. For the complete burnout of the fuel in the combustion reaction, no or only a very small excess of air is therefore required. Incorporation ^{1 of} the ashes of

809 748/213809 748/213

Claims

Fuel in the slag is almost perfect. In addition, there are other advantages in the Utilization of the sensible heat of the gas under increased pressure, e.g. B. in the heat exchanger, Steam boilers, among other things Devices due to a reduction in the gas volume can also use the heating surfaces of these devices be kept smaller because of the increased heat transfer at overpressure. This results in lower Building-costs. Finally, the higher-tension gas in heat engines such. B. Turbines, relax while doing useful work. In the case of the gasification of the fuel, this stands Gas generated for synthesis or for a remote gas supply is already available under pressure, whereby, As already mentioned, compression costs can be saved.

Air, oxygen-enriched air or oxygen are generally used as the combustion medium. Be used as a gasification agent. the combustion agents mentioned alone or in a mixture with water vapor and / or carbonic acid is used, depending on the desired composition of the gas.

The implementation of the process does not present any difficulties, since the technical means for this are known are. For example, the fuel can come from pressurized containers into which it is carried Locks is introduced, are introduced into the carburetor. To the extent that slag is forms, this runs over an overflow into a water bath, which is also under the pressure of the gasifier stands. From here it is z. B. promoted continuously into a container with the help of a scraper device which it can be withdrawn via locks. Water bath, scratching device and collecting container must therefore be under the same pressure as the carburetor. The pressure under which the gassing

ίο or incineration is carried out can be any. The \ ^'r ergasung or incineration would atm, a pressure of 1 already favorably influenced, as the gaseous reactants at the same A'Ienge only occupy half the volume. The choice of pressure will also depend on whether the gas generated can be used under pressure, e.g. B. for synthesis purposes or for gas turbines.

P Λ T i: N CLAIM:

Process for the gasification or combustion of fuels in one through the flow energy the gasification agent or the combustion air kept in rotating motion Slag bath, characterized in that the proportion of the gaseous reactants in the foamy reaction phase by using a pressure higher than atmospheric is increased.