DE112007001821T5

DE112007001821T5 - Verfahren zur Herstellung von Synthesegas und zum Betreiben eines Festbett-Trockenbodenvergasers

Info

Publication number: DE112007001821T5
Application number: DE112007001821T
Authority: DE
Inventors: Werner Siegfried Ernst
Original assignee: Sasol Technology Pty Ltd
Current assignee: Lurgi Clean Coal Technology Pty Ltd
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2009-06-10
Also published as: WO2008015630A8; CA2658602C; RU2009106969A; US8158029B2; RU2433164C2; AU2007280060A1; AU2007280060C1; CA2658602A1; AU2007280060B2; WO2008015630A3; CN101553556B; CN101553556A; ZA200900789B; MX2009001162A; WO2008015630A2; US20090261296A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Synthesegas, wobei das Verfahren umfasst:
das Befeuchten eines sauerstoffhaltigen Stroms durch in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms mit einer heißen wässrigen Flüssigkeit, um einen befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom zu erzeugen; und
das Einspeisen des befeuchteten sauerstoffhaltigen Stroms in einen Vergaser, in welchem ein kohlenstoffhaltiges Material vergast wird, um dadurch Synthesegas zu erzeugen.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Synthesegas und auf ein Verfahren zum Betreiben eines Festbett-Trockenbodenvergasers.
Es stehen verschiedene Vergasungstechnologien zum Vergasen eines kohlenstoffhaltigen Materials wie Kohle zur Verfügung, um Synthesegas herzustellen. Mit geeigneter Kohle, die für eine Festbett-Trockenbodenvergasungstechnologie verwendet wird, sind weniger Sauerstoff und Kohle für die Herstellung einer bestimmten effektiven Menge von Synthesegas erforderlich als mit Hochtemperaturvergasungstechnologien, insbesondere für Kohle, die eine Menge anorganisches Material und inhärente Feuchtigkeit enthält. (Effektives Synthesegas ist definiert als der Teil eines Synthesegases, welcher in Anbetracht des gewählten Produktzustands und der Umwandlungstechnologie potentiell in ein Kohlenwasserstoffprodukt umgewandelt werden kann). Der Verbrauch von Dampf als Vergasungs- oder Moderationsmittel ist jedoch höher, wenn eine Festbett-Trockenbodenvergasungstechnologie eingesetzt wird, verglichen mit anderen Vergasungstechnologien. Wenn die für die Dampferzeugung erforderliche Kohle berücksichtigt wird, ist der von der Festbett-Trockenbodenvergasungstechnologie bereitgestellte Nutzen der Verwendung von weniger Kohle, verglichen mit alternativen Hochtemperaturvergasungstechnologien, zum Herstellen einer effektiven Menge an Synthesegas, verringert oder gleich Null.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Synthesegas bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
das Befeuchten eines sauerstoffhaltigen Stroms durch in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms mit einer heißen wässrigen Flüssigkeit, um einen befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom zu erzeugen; und
das Einspeisen des befeuchteten sauerstoffhaltigen Stroms in einen Vergaser, in welchem ein kohlenstoffhaltiges Material vergast wird, um dadurch Synthesegas zu erzeugen.
Der Begriff "Vergaser" wird in dieser Beschreibung in dem herkömmlichen Sinne verwendet, d. h. eine Apparatur zum Umwandeln eines kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterials, welches überwiegend fest (z. B. Kohle) oder flüssig ist, in Synthesegas, im Gegensatz zu "Reformer", welcher eine Apparatur zur Umwandlung eines überwiegend gasförmigen kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzmaterials in Synthesegas ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Vergaser ein nicht verschlackender Niedertemperaturvergaser, wie etwa ein Niedertemperatur-Festbett-Trockenbodenvergaser (auch als Trockenasche-Wanderbettvergaser bezeichnet), z. B. ein Niedertemperatur-Festbettvergaser von Sasol-Lurgi (Handelsname).
Außerdem verwenden bestimmte Arten und/oder Anwendungen von Flugstromvergasern (d. h. verschlackenden Hochtemperaturvergasern), verschlackenden Festbettvergasern, Bewegtbettvergasern oder Fließbettvergasern Dampf als Einsatzmaterial, wenngleich in niedrigeren Mengen als denjenigen, die in nichtverschlackenden Niedertemperaturvergasern verwendet werden. Ein solcher Dampf kann z. B. als Moderator verwendet werden, um Brenner der Vergaser, die Brenner aufweisen, zu schützen oder um das H₂/CO-Verhältnis von durch einen Vergaser erzeugtem Synthesegas einzustellen. So kann in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung der Vergaser ein Flugstromvergaser oder ein verschlackender Festbettvergaser oder ein Bewegtbettvergaser oder ein Fließbettvergaser sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Festbett-Trockenbodenvergasers bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
das Befeuchten eines sauerstoffhaltigen Stroms durch in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms mit einer heißen wässrigen Flüssigkeit, um einen befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom zu erzeugen;
das Einspeisen des befeuchteten sauerstoffhaltigen Stroms, von Dampf und festem kohlenstoffhaltigem Material in den Festbett-Trockenbodenvergaser;
das Vergasen des festen kohlenstoffhaltigen Materials in Gegenwart von Sauerstoff und Dampf in dem Vergaser, um Synthesegas und Asche zu erzeugen; und
das Entfernen des Synthesegases und der Asche aus dem Vergaser.
Das Verfahren kann das Erzeugen des sauerstoffhaltigen Stroms in einer Luftzerlegungsanlage (air separation unit, ASU), vorzugsweise einer kryogenen ASU, umfassen.
Das Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms schließt typischerweise das Erhitzen des sauerstoffhaltigen Stroms durch direktes in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms mit der heißen wässrigen Flüssigkeit ein. Die theoretische Höchsttemperatur, auf welche der sauerstoffhaltige Strom durch solchen direkten Kontakt vorgeheizt werden kann, wird durch die Sättigungstemperatur von Wasser bei dem Sauerstoffsystemdruck festgelegt. Bei einem Sauerstoffsystemdruck von 3000 kPa (absolut) liegt die theoretische maximale Vorheiztemperatur unter 234°C und sie liegt unter 257°C bei einem Systemdruck von 4500 kPa (absolut). Insbesondere kann bei typischen Vergaserbetriebsbedingungen der in den Vergaser eingespeiste befeuchtete sauerstoffhaltige Strom eine Temperatur von wenigstens 160°C, vorzugsweise wenigstens ungefähr 200°C, mehr bevorzugt wenigstens ungefähr 220°C aufweisen.
Bei Bedingungen, wie sie typischerweise angetroffen werden, kann der in den Vergaser eingespeiste befeuchtete sauerstoffhaltige Strom eine Wasserkonzentration von wenigstens ungefähr Vol.-%, vorzugsweise wenigstens ungefähr 20 Vol.-%, mehr bevorzugt wenigstens ungefähr 40 Vol.-%, typischerweise zwischen ungefähr 40 und ungefähr 90 Vol.-%, noch typischer zwischen ungefähr 40 und ungefähr 70 Vol.-%, z. B. ungefähr 65 Vol.-% als Ergebnis der Befeuchtung durch die heiße wässrige Flüssigkeit aufweisen.
Typischerweise weist der befeuchtete sauerstoffhaltige Strom einen Druck zwischen ungefähr 2000 kPa (absolut) und ungefähr 6000 kPa (absolut) auf.
Der sauerstoffhaltige Strom kann in einer oder mehreren Befeuchtungsstufen befeuchtet werden. In einer oder in einer ersten Befeuchtungsstufe kann der sauerstoffhaltige Strom mit Wasser in Kontakt gebracht werden, das als Kühlwasser verwendet wird. Das Kühlwasser kann von Kesselspeisequalität sein und kann dann in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf verwendet werden. Wasser von Kesselspeisequalität bedeutet Wasser, das sich zur Dampferzeugung in typischen kohlebefeuerten Kesseln (z. B. bei 40 bar (Überdruck)) eignet und eine Leitfähigkeit von weniger als 120 Mikrosiemens aufweist. Das Kühlwasser wird somit typischerweise im indirekten Wärmeaustausch mit einem oder mehreren heißen Prozessströmen verwendet, die in einem Komplex erzeugt werden, der das Synthesegas verwendet oder erzeugt. In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Kühlwasser zum Kühlen eines komprimierten gasförmigen Stroms in der ASU verwendet. Vorteilhafterweise verringert dies den Bedarf an normalem Kühlwasser von einem Anlagenkühlwasserkreislauf und für einen Anlagenkühlwasserkreislauf, der einen Verdunstungs-Kühlturm verwendet, verringert dies somit auch den Verlust von Wasser an die Atmosphäre.
Wenn das Kühlwasser zum Kühlen eines komprimierten gasförmigen Stroms in der ASU verwendet wird, kann das zum Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms verwendete Kühlwasser eine Speisetemperatur zwischen ungefähr 50°C und ungefähr 150°C, z. B. ungefähr 130°C aufweisen.
Der Vergaser kann Teil eines Komplexes zur Kohlenwasserstoffsynthese sein, welcher Reaktionswasser erzeugt. In einer oder in einer zweiten Befeuchtungsstufe kann der sauerstoffhaltige Strom mit dem Reaktionswasser in Kontakt gebracht werden.
Das zum Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms verwendete Reaktionswasser kann vor dem in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms damit erhitzt werden und kann eine Speisetemperatur zwischen ungefähr 100°C und ungefähr 280°C, z. B. ungefähr 190°C aufweisen.
Typischerweise umfasst das Reaktionswasser oxidierte Kohlenwasserstoffe wie Alkohole, Ketone, Aldehyde und Säuren. Wenigstens einige von diesen oxidierten Kohlenwasserstoffen können durch den sauerstoffhaltigen Strom während der Befeuchtung aufgenommen werden.
Wenn die heiße wässrige Flüssigkeit Reaktionswasser ist, wird das Wasser typischerweise zur Befeuchtung bei einem einmaligen Durchgang verwendet, wonach das Reaktionswasser zu einer Wasserbehandlungsanlage oder -einrichtung geleitet werden kann. Vorteilhafterweise können somit wenigstens einige von diesen oxidierten Kohlenwasserstoffen auf diese Weise dem Vergaser zugeführt werden und es muss weniger behandelt oder entfernt werden.
In einer oder als eine alternative Ausführungsform der zweiten Befeuchtungsstufe kann der sauerstoffhaltige Strom mit Wasser in Kontakt gebracht werden, das zum Kühlen des Reaktionsprodukts von einer Kohlenwasserstoffsynthesestufe verwendet wird. Dieses Wasser kann Reaktionswasser sein. Das Reaktionsprodukt kann ein gasförmiges Produkt sein, von dem wenigstens ein Teil kondensiert wird, um Komponenten davon abzutrennen, z. B. Reaktionswasser und schwere Kohlenwasserstoffe. Andererseits kann das Reaktionsprodukt ein flüssiges Produkt, z. B. Wachs sein, welches vor der weiteren Verarbeitung oder Verwendung gekühlt wird.
Typischerweise ist der Vergaser ein Teil eines größeren Komplexes, der das Synthesegas verwendet oder erzeugt. Ein solcher größerer Komplex umfasst typischerweise auch eine Kesselstufe. In einer oder als eine weitere alternative Ausführungsform der zweiten Be feuchtungsstufe kann der sauerstoffhaltige Strom mit Kesselabschlämmwasser in Kontakt gebracht werden.
Das Kesselabschlämmwasser, das zum Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms verwendet wird, weist die Gleichgewichtstemperatur für Wasser bei dem gegebenen Dampferzeugungsdruck in der Dampftrommel des Kessels auf, von dem der Kesselablass herrührt. Für einen Dampferzeugungsdruck von ungefähr 44 bar (absolut) beträgt diese Temperatur ungefähr 257°C und bei einem Dampferzeugungsdruck von 60 bar (absolut) beträgt diese Temperatur ungefähr 275°C. Je höher der Druck und somit die Gleichgewichtstemperatur, desto weniger Kesselablass ist erforderlich, um eine bestimmte Wasserdampffraktion in dem befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom zu erhalten. Somit kann das Kesselabschlämmwasser, das zum Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms verwendet wird, eine Speisetemperatur zwischen ungefähr 200°C und ungefähr 350°C, z. B. ungefähr 260°C aufweisen.
Die Fließgeschwindigkeit des Kesselabschlämmwassers kann über den Wert erhöht werden, der für den Kesselbetrieb unbedingt erforderlich ist. Das Speisewasser der Kesselstufe kann in indirekten Wärmeaustausch mit einem oder mehreren heißen Prozessströmen vorgeheizt werden, die in dem größeren Komplex erzeugt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Speisewasser der Kesselstufe gegen das indirekte Kühlen von Synthesegas vorgeheizt, das in dem Vergaser erzeugt wird. Vorteilhafterweise stellt das Vorheizen des Speisewassers der Kesselstufe eine Senke für die geringwertige Wärme bereit und verringert den Bedarf an weiterer Kohle zum Unterstützen der erhöhten Geschwindigkeit des Kesselabschlämmwassers.
Das Speisewasser der Kesselstufe kann von ungefähr Umgebungstemperatur auf gerade weniger als den Siedepunkt, z. B. ungefähr 90°C vorgeheizt werden, bevor es entgast wird. Entgastes Speisewasser der Kesselstufe kann ferner vom Siedepunkt in dem Entgaser bis ungefähr 10°C unter der Kesseldampferzeugungstemperatur vorgeheizt werden, welche ungefähr 257°C für Dampf mit 45 bar (absolut) und ungefähr 350°C für Dampf mit 165 bar (absolut) beträgt.
Das Kesselabschlämmwasser, typischerweise mit einer erhöhten Konzentration von gelöstem Sauerstoff, kann von der Befeuchtungsstufe, d. h. nach dem Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms, als Speisewasser zu der Kesselstufe zurückgeführt werden. Es kann dann erforderlich sein, das Wasser bei einem verringerten Druck in einer Flash-Stufe im Anschluss an die Befeuchtungsstufe sehr rasch zu verdampfen, um wenigstens einen Teil des gelösten Sauerstoffs zu entfernen. Die Flash-Stufe geht vorzugsweise dem Vorheizen des Wassers, das der Kesselstufe zugeführt wird, voran.
Die Flash-Stufe kann bei Atmosphärendruck betrieben werden oder kann durch einen Entgaser ersetzt werden.
Der sauerstoffhaltige Strom kann mit der heißen wässrigen Flüssigkeit in jeder geeigneten herkömmlichen Vorrichtung zum in Kontakt bringen von Gas und Flüssigkeit, z. B. einer Füllkörperkolonne oder einem Füllkörperturm, in Kontakt gebracht werden.
Das Verfahren schließt typischerweise das Zuführen von Dampf als Vergasungsmittel zu dem Vergaser ein. Der Dampf und befeuchtete sauerstoffhaltige Ströme können vereinigt werden, bevor sie dem Vergaser zugeführt werden.
Die Kohlenwasserstoffsynthese kann eine Fischer-Tropsch-Synthese sein. Die Fischer-Tropsch-Synthese kann eine Dreiphasen-Niedertemperatur-Fischer-Tropsch-Synthese sein. Die Niedertemperatur-Fischer-Tropsch-Synthese kann bei einer Temperatur von weniger als ungefähr 280°C, typischerweise bei einer Temperatur zwischen ungefähr 160°C und ungefähr 280°C, vorzugsweise zwischen ungefähr 220°C und ungefähr 260°C, z. B. bei ungefähr 240°C durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Abbildungen beschrieben, in welchen
1 einen Kohlenwasserstoffsyntheseprozess zeigt, welcher eine Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung für die Herstellung von Synthesegas einsetzt;
2 zeigt einen weiteren Kohlenwasserstoffsyntheseprozess, welcher eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung für die Herstellung von Synthesegas einsetzt; und
3 zeigt einen Prozess gemäß dem Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Synthesegas.
Wie unter Bezugnahme auf 1 der Abbildungen zu sehen ist, gibt das Bezugszeichen 10 allgemein einen Prozess zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen an. Der Prozess 10 um fasst allgemein einen Luftkompressor 12, eine Luftzerlegungsanlage (ASU) 14, eine erste Befeuchtungsstufe 16, eine zweite Befeuchtungsstufe 18, eine Vergasungsstufe 20, eine Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22, einen Dreiphasenseparator 24 und eine Wasserbehandlungsstufe 28.
Der Luftkompressor 12 umfasst mehrere Kompressionsstufen 30, von denen zwei in 1 gezeigt sind, sowie mehrere Zwischenkühler 32, von denen zwei in 1 gezeigt sind. Der Prozess 10 umfasst ferner einen Kühler 34 für gasförmiges Produkt und einen luftgekühlten Kühler 35 zwischen der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 und dem Dreiphasenseparator 24.
Eine Luftzufuhrleitung 36 führt zu dem Luftkompressor 12, wobei eine Druckluftleitung 38 von dem Luftkompressor 12 zu der ASU 14 führt. Eine Sauerstoffleitung 40 führt von der ASU 14 zu der ersten Befeuchtungsstufe 16 und dann von der ersten Befeuchtungsstufe 16 zu der zweiten Befeuchtungsstufe 18. Eine Leitung 42 für befeuchteten Sauerstoff verbindet die zweite Befeuchtungsstufe 18 und die Vergasungsstufe 20. Die Vergasungsstufe 20 ist auch mit einer Kohlenzufuhrleitung 44 und einer Dampfzufuhrleitung 46 verbunden, wobei eine Synthesegasleitung 48 von der Vergasungsstufe 20 zu der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 führt.
Eine Leitung 50 für flüssiges Kohlenwasserstoffprodukt und eine Leitung 52 für gasförmiges Produkt führen von der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 weg. Die Leitung 52 für gasförmiges Produkt führt durch den Kühler 34 für gasförmiges Produkt und den Kühler 35 zu dem Dreiphasenseparator 24, von wo eine Leitung 54 für flüssigen Kohlenwasserstoff und eine Abgas- bzw. Restgasleitung 56 führen. Eine Reaktionswasserleitung 58 führt ebenfalls von dem Dreiphasenseparator 24 zu der zweiten Befeuchtungsstufe 18 über den Kühler 34 für gasförmiges Produkt, bevor sie zu der Wasserbehandlungsstufe 28 führt.
Eine Kühlwasserzirkulationsleitung 60 führt durch die Zwischenkühler 32 in die erste Befeuchtungsstufe 16, bevor sie zu den Zwischenkühlern 32 zurückkehrt. Eine Kühlwasserauffüllungsleitung 62 und eine optionale Kühlwasserablassleitung 64 sind ebenfalls bereitgestellt.
Bei der Anwendung wird Luft durch die Luftzufuhrleitung 36 in den Luftkompressor 12 gesaugt, wo die Luft komprimiert wird, wobei die Kompressionsstufen 30 verwendet werden.
Zwischen den Kompressionsstufen 30 wird die Luft mittels der Zwischenkühler 32 gekühlt, wobei das Kühlwasser in der Kühlwasserzirkulationsleitung 60 verwendet wird. Das Kühlwasser ist von Kesselspeisequalität und weist einen Druck von ungefähr 1000 bis 4500 kPa (absolut) auf. Druckluft verlässt den Luftkompressor 12 mittels der Druckluftleitung 38 und wird in der Luftzerlegungsanlage 14 zerlegt, wobei ein komprimierter, im Wesentlichen trockener Sauerstoffstrom erzeugt wird, der mittels der Sauerstoffleitung 40 in die erste Befeuchtungsstufe 16 eingespeist wird, und ein oder mehrere weitere gasförmige Ströme erzeugt werden, wie durch die Leitung 41 angezeigt ist. Eine herkömmliche kryogene Zerlegungstechnologie wird in der Luftzerlegungsanlage 14 verwendet, um die Luft zu zerlegen. Der Sauerstoffstrom in der Sauerstoffleitung 40 weist typischerweise einen Druck von ungefähr 3000 bis 4500 kPa (absolut) und Umgebungstemperatur auf, welche ungefähr 20 bis 30°C betragen könnte.
Das Kühlwasser von den Zwischenkühlern 32 wird mittels der Kühlwasserzirkulationsleitung 60 in die erste Befeuchtungsstufe 16 eingespeist, wo das Kühlwasser unter Verwendung einer herkömmlichen Gas-Flüssigkeits-Kontakttechnologie, z. B. eines Füllkörperturms, mit dem Sauerstoffstrom in Kontakt gebracht wird. Wenn es in die erste Befeuchtungsstufe 16 eintritt, weist das Kühlwasser eine Temperatur von ungefähr 100 bis 120°C auf. In der ersten Befeuchtungsstufe 16 wird das Kühlwasser durch den kalten Sauerstoffstrom von der ASU 14 abgekühlt, wobei der kalte Sauerstoffstrom erhitzt und durch das Kühlwasser befeuchtet wird. Das Kühlwasser verlässt die erste Befeuchtungsstufe 16 mit einer Temperatur von ungefähr 40°C. Das Kühlwasser ist somit kalt genug, um für Kühlungsaufgaben zu den Zwischenkühlern 32 zurückgeführt zu werden. Die Auffüllung des Kühlwassers erfolgt durch die Kühlwasserauffüllungsleitung 62, um Wasser auszugleichen, das durch den Sauerstoffstrom in der ersten Befeuchtungsstufe 16 aufgenommen wird. Falls erforderlich kann ein Teil des Kühlwassers auch unter Verwendung der Kühlwasserablassleitung 64 abgelassen werden.
In der ersten Befeuchtungsstufe 16 wird der kalte Sauerstoffstrom bis zu einer Wasserkonzentration von ungefähr 3 Vol.-% befeuchtet und auf eine Temperatur von ungefähr 100 bis 120°C erhitzt. Der teilweise erhitzte, teilweise befeuchtete Sauerstoffstrom wird dann der zweiten Befeuchtungsstufe 18 (typischerweise ebenfalls ein Füllkörperturm) mittels der Sauerstoffleitung 40 zugeführt. In der zweiten Befeuchtungsstufe 18 wird der Sauerstoffstrom durch in Kontakt bringen des Sauerstoffstroms mit Reaktionswasser, das mittels der Reaktionswasserleitung 58 in die zweite Befeuchtungsstufe 18 eingespeist wird, weiter er hitzt und befeuchtet. Das in die zweite Befeuchtungsstufe 18 eingespeiste Reaktionswasser hat eine Temperatur von ungefähr 180 bis 220°C und verlässt die zweite Befeuchtungsstufe 18 mit einer Temperatur von ungefähr 120 bis 150°C. In der zweiten Befeuchtungsstufe 18 wird der Sauerstoffstrom auf eine Temperatur von ungefähr 160°C erhitzt und bis zu einer Wasserkonzentration von ungefähr 22 Vol.-% weiter befeuchtet. Der erhitzte befeuchtete Sauerstoff wird dann mittels der Leitung 42 für befeuchteten Sauerstoff zu der Vergasungsstufe 20 zugeführt.
Die Vergasungsstufe 20 umfasst einen Festbett-Trockenbodenvergaser (typischerweise mehrere davon). In der Vergasungsstufe 20 wird das feste kohlenstoffhaltige Material, d. h. Kohle, unter Verwendung des befeuchteten Sauerstoffstroms und von Dampf als Moderationsmittel vergast. Die Kohle wird mittels der Kohlezufuhrleitung 44 in die Vergasungsstufe 20 eingespeist und der Dampf wird über die Dampfzufuhrleitung 46 zugeführt. Die Vergasungsstufe 20 erzeugt Synthesegas, welches mittels der Synthesegasleitung 48 entnommen wird, sowie Asche. Das Entfernen der Asche aus der Vergasungsstufe 20 ist in 1 nicht gezeigt.
Das aus der Vergasungsstufe 20 mittels der Synthesegasleitung 48 entnommene Synthesegas wird typischerweise einer Kühlung und verschiedenen Reinigungsstufen, z. B. einer Stufe zum Entfernen von Schwefel (nicht gezeigt) unterworfen, bevor es in die Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 für eine Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthese eingespeist wird.
Die Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 ist eine herkömmliche katalytische Dreiphasen-Niedertemperatur-Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe, die bei einer Temperatur von ungefähr 240°C und einem Druck von 2000 bis 2500 kPa (absolut) betrieben wird. Flüssiges Kohlenwasserstoffprodukt wird in der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 erzeugt und mittels der Leitung 50 für flüssiges Kohlenwasserstoffprodukt für eine weitere Behandlung entnommen. Die Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 erzeugt auch gasförmige Produkte, welche mittels der Leitung 52 für gasförmiges Produkt entfernt werden und durch die Kühler 34 und 35 für gasförmiges Produkt geleitet werden, wo die gasförmigen Produkte auf eine Temperatur von ungefähr 40 bis 70°C abgekühlt werden, um ein Dreiphasengemisch zu bilden, welches kondensierte Kohlenwasserstoffe, Reaktionswasser und Restgas umfasst. Dieses Gemisch wird in den Dreiphasenseparator 24 eingespeist. In dem Dreiphasenseparator 24 wird das Gemisch getrennt, wobei ein flüssiges Kohlenwasserstoffprodukt, welches mittels der Leitung 54 für flüssigen Kohlenwasserstoff entnommen wird, und ein Restgas erzeugt wird, welches mittels der Restgasleitung 56 entfernt wird. Der Dreiphasenseparator 24 erzeugt auch einen Reaktionswasserstrom, welcher mittels der Reaktionswasserleitung 58 entfernt wird.
Das entlang der Restgasleitung 56 entnommene Restgas kann neben anderen Optionen weiteren Reinigungsstufen unterworfen werden, als Brenngas verwendet werden oder zu der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 zurückgeführt werden. Diese Optionen sind in 1 der Abbildungen nicht veranschaulicht.
Der Reaktionswasserstrom umfasst überwiegend Wasser und gelöste oxidierte Kohlenwasserstoffe. Der Reaktionswasserstrom wird dem Kühler 34 für gasförmiges Produkt zugeführt, um das gasförmige Produkt von der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 in indirekter Wärmeaustauschbeziehung zu kühlen. Der Reaktionswasserstrom, der dem Kühler 34 für gasförmiges Produkt zugeführt wird, weist typischerweise eine Temperatur von ungefähr 40 bis 70°C auf und verlässt den Kühler 34 für gasförmiges Produkt mit einer Temperatur von ungefähr 180 bis 220°C. Der heiße Reaktionswasserstrom wird dann in die zweite Befeuchtungsstufe 18 eingespeist, wie vorstehend beschrieben, um den Sauerstoffstrom weiter zu erhitzen und zu befeuchten.
Gekühltes Reaktionswasser von der zweiten Befeuchtungsstufe 18 wird mittels der Reaktionswasserleitung 58 entnommen und der Wasserbehandlungsstufe 28 zugeführt, wo das Reaktionswasser behandelt wird, um gelöste oxidierte Kohlenwasserstoffe zurückzugewinnen, bevor das Wasser verworfen wird.
Falls gewünscht oder erforderlich, kann Reaktionswasser von dem Dreiphasenseparator 24 einer Behandlung in der Wasserbehandlungsstufe 28 unterworfen werden, bevor das Reaktionswasser in dem Kühler 34 für gasförmiges Produkt und in der zweiten Befeuchtungsstufe 18 verwendet wird. Diese Option ist durch die optionalen Reaktionswasserflussleitungen 66 veranschaulicht.
Wie man sieht, kann das heiße Reaktionswasser, das in die zweite Befeuchtungsstufe 18 eingespeist wird, somit mehr oder weniger gelöste oxidierte Kohlenwasserstoffe enthalten. Einige von diesen Kohlenwasserstoffen können in der zweiten Befeuchtungsstufe 18 durch den Sauerstoffstrom von dem Reaktionswasser abgestrippt werden, um mit dem befeuchteten Sauerstoff in die Vergasungsstufe 20 eingespeist zu werden.
Wie unter Bezugnahme auf 2 der Abbildungen zu sehen ist, gibt das Bezugszeichen 100 allgemein einen weiteren Prozess gemäß der Erfindung zum Herstellen von Kohlenwasserstoffen an. Der Prozess 100 ähnelt dem Prozess 10 und sofern nichts anderes angegeben ist, sind die gleichen oder ähnliche Teile oder Merkmale durch die gleichen Bezugszeichen angegeben.
Der Prozess 100 umfasst eine Flüssigkeitsabscheidestufe 104 im Anschluss an die Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22. Der Prozess 100 umfasst ferner einen Wärmeaustauscher 37 zwischen der Vergasungsstufe 20 und der Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22. Bei der Anwendung wird das gasförmige Produkt von der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 nur teilweise in dem Kühler 34 und dem Luftkühler 35 auf eine Temperatur von ungefähr 100°C gekühlt. Bei dieser Temperatur und bei dem Auslassdruck der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffsynthesestufe 22 ergibt sich ein Dreiphasengemisch, das eine unkondensierte Phase, eine heiße Kohlenwasserstoffphase und eine heiße Reaktionswasserphase umfasst. Dieses Dreiphasengemisch wird in die Flüssigkeitsabscheidestufe 104 eingespeist, um einen Reaktionswasserstrom, den Kohlenwasserstoffstrom und einen gasförmigen Produktstrom zu erzeugen. Der gasförmige Produktstrom und der Kohlenwasserstoffstrom werden mittels einer Leitung 106 für gasförmiges Produkt und einer Leitung 107 für flüssiges Produkt entnommen und werden weiteren Aufarbeitungs- und Trennstufen unterworfen, welche nicht gezeigt sind.
Der heiße Reaktionswasserstrom weist weniger gelöste oxidierte Kohlenwasserstoffe auf als er aufwiese, wenn er bei 40°C abgeschieden würde. Dieser heiße Reaktionswasser-Strom kann somit für die Sättigung von Sauerstoff sicher verwendet werden, ohne die Gefahr einer Verbrennung mit dem Sauerstoff und ohne teilweise oder vollständige Behandlung des Wassers vor der Verwendung, wie es in dem Prozess 10 erforderlich sein kann. Der heiße Reaktionswasserstrom von der Wasserabscheidestufe 104 wird gespalten und über die Wärmeaustauscher 34 und 36 mittels der Reaktionswasserleitung 58 in die zweite Befeuchtungsstufe 18 eingespeist, um den Sauerstoffstrom weiter zu erhitzen und zu befeuchten, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf den Prozess 10 beschrieben ist. In der zweiten Befeuchtungsstufe 18 wird der Sauerstoffstrom auf eine Temperatur von ungefähr 160°C erhitzt und befeuchtet, so dass er eine Wasserkonzentration von ungefähr 22 Vol.-% aufweist. Der befeuchtete Sauerstoffstrom von der zweiten Befeuchtungsstufe 18 umfasst typischerweise auch Kohlenwasserstoffe, die von dem Reaktionswasser nach dem Kühlen abgestrippt wurden (nicht gezeigt).
In der zweiten Befeuchtungsstufe 18 wird das Reaktionswasser auf eine Temperatur von ungefähr 140°C gekühlt. Das gekühlte Reaktionswasser wird mittels der Reaktionswasserleitung 58 entnommen und zu der Wasserbehandlungsstufe 28 überführt.
Wie unter Bezugnahme auf 3 der Abbildungen zu sehen ist, gibt das Bezugszeichen 200 allgemein einen Prozess gemäß dem Verfahren der Erfindung für die Herstellung von Synthesegas an. Der Prozess 200 ähnelt Teilen der Prozesse 10 und 100 und sofern nichts anderes angegeben ist, werden die gleichen oder ähnliche Teile oder Merkmale durch die gleichen Bezugszeichen angegeben.
Der Prozess 200 zeigt keine spezielle stromabwärts erfolgende Verwendung des erzeugten Synthesegases, das entlang der Synthesegasleitung 48 abgezogen wird. Der Prozess 200 umfasst eine Kesselstufe 202, eine Kesselablass-Flashtrommel 204 und einen Synthesegaskühler 206.
Eine Kohlezufuhrleitung 208 und eine Luftzufuhrleitung 206 führen zu der Kesselstufe 202. Eine Rauchgasleitung 222 führt von der Kesselstufe 202 weg. Eine Hochdruckdampfleitung 210 verbindet die Kesselstufe 202 mit stromabwärts liegenden Verwendern (allgemein nicht gezeigt) und insbesondere zweigt die Dampfzufuhrleitung 46 zu der Vergasungsstufe 20 von der Hochdruckdampfleitung 210 ab. Eine Kesselabschlämmwasserleitung 212 verbindet die Kesselstufe 202 mit der zweiten Befeuchtungsstufe 18 und führt von dort weiter zu der Flashtrommel 204. Eine Niederdruckdampfleitung 214 führt von der Flashtrommel 204 zu anderen Verwendern (nicht gezeigt). Eine Kesselstufenspeisewasserleitung 216 führt von der Flashtrommel 204 zu der Kesselstufe 202 über den Synthesegaskühler 206, der sich selbst an der Synthesegasleitung 48 befindet. Es wird für das Ablassen und Auffüllen der Kesselstufenspeisewasserleitung 216 entlang der Leitungen 218 bzw. 220 gesorgt.
Bei der Verwendung werden Kohle und Verbrennungsluft zu der Kesselstufe 202 entlang der jeweiligen Zufuhrleitungen 206, 208 zugeführt und verbrannt, wobei das resultierende Rauchgas entlang der Rauchgasleitung 222 abgezogen wird. Die durch diese Verbrennung freigesetzte Wärme wird dazu verwendet, das entlang der Kesselstufenspeisewasserleitung 216 zugeführte Wasser zum Siedepunkt zu bringen und einen Teil in überhitzten Dampf umzuwandeln, welcher entlang der Hochdruckdampfleitung 210 abgezogen wird. Ein Teil des Wassers an seinem Siedepunkt wird entlang der Kesselabschlämmwasserleitung 212 abgezogen und zu der zweiten Befeuchtungsstufe 18 zugeführt, wo es zum weiteren Erhitzen und Befeuchten des Sauerstoffstroms verwendet wird, wie es vorstehend unter Bezug nahme auf die Prozesse 10 und 100 beschrieben wurde. In der zweiten Befeuchtungsstufe 18 verdampft ein Teil des Kesselabschlämmwassers und der Sauerstoffstrom wird auf eine Temperatur von ungefähr 210°C erhitzt und befeuchtet, so dass er eine Wasserkonzentration von ungefähr 63 Vol.-% aufweist.
In der zweiten Befeuchtungsstufe 18 wird das Kesselabschlämmwasser auf eine Temperatur von ungefähr 150°C gekühlt. Das gekühlte Kesselabschlämmwasser wird mittels der Kesselabschlämmwasserleitung 212 entfernt und zu der Flashtrommel 204 überführt.
In der Flashtrommel 204, die bei Atmosphärendruck betrieben wird, wird genügend von dem in dem Kesselabschlämmwasser in der zweiten Befeuchtungsstufe 18 gelösten Sauerstoff zusammen mit bei der Flashverdampfung gebildetem Niederdruckdampf entfernt, um ein flüssiges Bodenprodukt, das durch Leitung 216 entfernt wird, nach einer herkömmlichen chemischen Behandlung als Kesselspeisewasser zu verwenden. Der Niederdruckdampf und Sauerstoff werden entlang der Niederdruckdampfleitung 214 entfernt. Das flüssige Produkt von der Flashtrommel 204 ist das Kesselstufenspeisewasser und wird somit entlang der Kesselstufenspeisewasserleitung 216 abgezogen. Das Kesselstufenspeisewasser wird dann in indirektem Wärmeaustausch mit dem Synthesegas in dem Synthesegaskühler 206 auf eine Temperatur von 180°C vorgeheizt, bevor es der Kesselstufe 202 zugeführt wird.
In welcher Ausführungsform die Erfindung auch immer praktisch durchgeführt wird, schreiben Sicherheitserwägungen vor, dass die heiße wässrige Flüssigkeit, die zum Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms durch in Kontakt bringen damit verwendet wird, keine entflammbaren Komponenten in solchen Konzentrationen enthalten sollte, dass im Ergebnis diese entflammbaren Komponenten in dem befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom in Konzentrationen zwischen den unteren und oberen Explosionsgrenzen des befeuchteten sauerstoffhaltigen Stroms vorliegen. Außerdem sollten gelöste Feststoffe und Sauerstoff in der heißen wässrigen Flüssigkeit keine übermäßige Korrosion der gewählten Konstruktionsmaterialien verursachen.
Der Anmelder glaubt, dass die Erfindung, so wie sie veranschaulicht wurde, zu einer verbesserten Effizienz bei der Herstellung von Synthesegas führt, insbesondere wenn ein nichtverschlackender Niedertemperaturvergaser, wie etwa ein Niedertemperatur-Festbett-Trockenbodenvergaser zum Vergasen von Kohle verwendet wird. Es ist weniger Hochdruckdampf als Zufuhr zu dem Vergaser erforderlich, da ein Teil des erforderlichen Verga sungsmitteldampfes zusammen mit dem befeuchteten Sauerstoff zugeführt wird. Dies führt typischerweise zu einer Verringerung des Kohleverbrauchs. In Abhängigkeit von der Temperatur des Hochdruckdampfvergasungsmittels, von dem ein Teil nun zusammen mit dem befeuchteten Sauerstoff zugeführt wird, ist es möglich, dass die Temperatur der vereinigten Vergasungsmittel, die dem Vergaser zugeführt werden, höher ist als sie sein würde, wenn der Sauerstoff nicht befeuchtet wäre. Dies kann zu leichten Verringerungen des Sauerstoffs führen, der zum Unterstützen der endothermen Vergasungsreaktionen erforderlich ist. Außerdem stellt das Verfahren der Erfindung, wie veranschaulicht, auch eine wertvolle Senke für Niedertemperaturwärmequellen bereit, die typischerweise in Luftzerlegungsanlagen oder in Komplexen, die Synthesegas verwenden oder erzeugen, vorkommen. In dem Verfahren der Erfindung, wie veranschaulicht, wird die Belastung eines verdunstenden Anlagenkühlwassersystems verringert, da das Anlagenkühlwasser nicht zum Kühlen der Druckluft oder des Produktgases der Syntheseeinheit verwendet wird. In dem Verfahren der Erfindung, wie in 3 veranschaulicht, ist die Belastung eines verdunstenden Anlagenkühlwassersystems sogar noch weiter verringert, da das Anlagenkühlwasser auch nicht zum Kühlen des Synthesegases verwendet wird, das in der Vergasungsstufe erzeugt wird. Dies führt zu einer Wassereinsparung. Wenn Reaktionswasser verwendet wird, um den Sauerstoffstrom zu befeuchten, wie in 1 und 2 veranschaulicht, ist die Menge an Reaktionswasser, welches behandelt werden muss, ebenfalls vorteilhaft verringert. Das Verfahren der Erfindung, wenn es in einem Prozess zum Erzeugen von Kohlenwasserstoffen, wie veranschaulicht, verwendet wird, hat somit das Potential, die Gesamtkohlenstoffeffizienz zu erhöhen und die CO₂-Emissionen der Anlage zu verringern. Dies ist wichtig, da die CO₂-Emissionen bei einer großen Kohle-zu-Flüssigkeiten-Anlage, die sich am wenigsten leicht einfangen lassen, von der kohlebetriebenen Dampfanlage herrühren. Das Verringern dieser Emissionen ist somit von besonderem Wert bei der Einhaltung der herabgesetzten CO₂-Emissionsgrenzwerte.
Die Erfindung macht es möglich, die Menge des Dampfes zu erhöhen, die von gegenwärtigen kohlebasierten Kohlenwasserstoffsyntheseanlagen (z. B. Kohle-zu-Flüssigkeiten- oder CTL-Anlagen) erhalten werden, ohne Kessel zum Erzeugen von Dampf aus niederwertiger Wärme hinzuzufügen. Für neue Anlagen kann die Kapazität von kohlebefeuerten Kesseln herabgesetzt werden, was zu einer geringeren CO₂-Erzeugung und somit zu konkurrenzfähigeren Vergasungseigenschaften führt. Die Vorteile sind niedrigere Kapitalkosten und eine verringerte Umweltbelastung für kohlebasierte Kohlenwasserstoffsyntheseanlagen, insbe sondere dann, wenn ein Festbett-Trockenbodenvergaser (z. B. Sasol-Lurgi-Vergasung) eingesetzt wird.
Zusammenfassung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON SYNTHESEGAS UND ZUM BETREIBEN EINES FESTBETT-TROCKENBODENVERGASERS
Ein Verfahren (10) für die Herstellung von Synthesegas umfasst das Befeuchten eines sauerstoffhaltigen Stroms (40) durch in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms (40) mit einer heißen wässrigen Flüssigkeit (58), um einen befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom (42) zu erzeugen, und das Einspeisen des befeuchteten sauerstoffhaltigen Stroms (42) in einen Vergaser (20), in welchem ein kohlenstoffhaltiges Material (44) vergast wird, um dadurch Synthesegas zu erzeugen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Synthesegas, wobei das Verfahren umfasst: das Befeuchten eines sauerstoffhaltigen Stroms durch in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms mit einer heißen wässrigen Flüssigkeit, um einen befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom zu erzeugen; und das Einspeisen des befeuchteten sauerstoffhaltigen Stroms in einen Vergaser, in welchem ein kohlenstoffhaltiges Material vergast wird, um dadurch Synthesegas zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, in welchem der Vergaser ein nichtverschlackender Niedertemperaturvergaser ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in welchem das Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms das Erhitzen des sauerstoffhaltigen Stroms durch direktes in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms mit der heißen wässrigen Flüssigkeit umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der befeuchtete sauerstoffhaltige Strom, der in den Vergaser eingespeist wird, eine Temperatur von wenigstens 160°C aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der befeuchtete sauerstoffhaltige Strom, der in den Vergaser eingespeist wird, eine Wasserkonzentration von wenigstens ungefähr 3 Vol.-% aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, in welchem der befeuchtete sauerstoffhaltige Strom, der in den Vergaser eingespeist wird, eine Wasserkonzentration zwischen ungefähr 40 und ungefähr 90 Vol.-% aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der sauerstoffhaltige Strom mit Wasser in Kontakt gebracht wird, das als Kühlwasser verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der sauerstoffhaltige Strom mit heißem Wasser von Kesselspeisequalität in Kontakt gebracht wird, welches in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der sauerstoffhaltige Strom mit Wasser in Kontakt gebracht wird, das als Kühlwasser zum Kühlen eines komprimierten gasförmigen Stroms in einer Luftzerlegungsanlage verwendet wird, die den sauerstoffhaltigen Strom erzeugt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der Vergaser Teil eines Komplexes für eine Kohlenwasserstoffsynthese ist, welcher Reaktionswasser erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 10, in welchem der sauerstoffhaltige Strom mit dem Reaktionswasser in Kontakt gebracht wird und in welchem das Reaktionswasser oxidierte Kohlenwasserstoffe umfasst, wobei wenigstens einige von diesen oxidierten Kohlenwasserstoffen von dem sauerstoffhaltigen Strom während der Befeuchtung aufgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 10, in welchem der sauerstoffhaltige Strom mit Wasser in Kontakt gebracht wird, das zum Kühlen eines Reaktionsprodukts von einer Kohlenwasserstoffsynthesestufe verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, in welchem das Wasser Reaktionswasser ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches das Betreiben einer Kesselstufe umfasst und in welchem der sauerstoffhaltige Strom mit Kesselabschlämmwasser in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 14, in welchem die Fließgeschwindigkeit des Kesselabschlämmwassers über den Wert erhöht wird, welcher für den Betrieb des Kessels unbedingt erforderlich ist, und in welchem Kesselstufenspeisewasser durch indirekten Wärmeaustausch mit einem oder mehreren heißen Prozessströmen vorgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, in welchem das Kesselabschlämmwasser, mit einer erhöhten Konzentration an gelöstem Sauerstoff, nach dem Befeuchten des sauerstoffhaltigen Stroms als Speisewasser zu der Kesselstufe zurückgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches das Zuführen von Dampf zu dem Vergaser als Vergasungsmittel umfasst, wobei der Dampf und die be feuchteten sauerstoffhaltigen Ströme vereinigt werden, bevor sie dem Vergaser zugeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der Vergaser ein Festbett-Trockenbodenvergaser ist, wobei der befeuchtete sauerstoffhaltige Strom, Dampf und festes kohlenstoffhaltiges Material in den Vergaser eingespeist werden, so dass das kohlenstoffhaltige Material in Gegenwart von Sauerstoff und Dampf vergast wird, um Synthesegas und Asche zu erzeugen, wobei das Verfahren das Entfernen des Synthesegases und der Asche aus dem Vergaser umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Festbett-Trockenbodenvergasers, wobei das Verfahren umfasst: das Befeuchten eines sauerstoffhaltigen Stroms durch in Kontakt bringen des sauerstoffhaltigen Stroms mit einer heißen wässrigen Flüssigkeit, um einen befeuchteten sauerstoffhaltigen Strom zu erzeugen; das Einspeisen des befeuchteten sauerstoffhaltigen Stroms, von Dampf und festem kohlenstoffhaltigen Material in den Festbett-Trockenbodenvergaser; das Vergasen des festen kohlenstoffhaltigen Materials in Gegenwart von Sauerstoff und Dampf in dem Vergaser, um Synthesegas und Asche zu erzeugen; und das Entfernen des Synthesegases und der Asche aus dem Vergaser.