DE2444819B2 - Verfahren zum Reinigen des bei der Kohledruckvergasung erzeugten Gases - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen des bei der Kohledruckvergasung erzeugten Gases, bei dem das Gas in einem Waschkühler mit im Kreislauf geführter Waschflüssigkeit gewaschen, ein kleiner Teil der aus dem Waschkühler abgezogenen Waschflüssigkeit abgetrennt und die darin enthaltenen Verunreinigungen abgeschieden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die autotherme Vergasung im Gegenstrom von stückigem Brennstoff, insbesondere von Kohle mit Wasserdampf und Sauerstoff im sogenannten Festbettreaktor bestimmt Im Rohgas befinden sich Verunreinigungen, die insbesondere in der Quentschstufe des Verfahrens anfallen, in der aus dem Rohgas mitgerissener Kohlenstaub und Teer ausgewaschen werden. Die im Waschkühler anfallende Teer-Staub-Suspension muß in einem Teerabscheider aufgearbeitet werden. Bei der Kohledruckvergasung wird der staubhaltige Teer in der Regel anschließend wieder dem Vergaser aufgegeben, z. B. oben auf das Kohleben aufgebracht. Er dient als wirksamer Staubfänger und wird bei besonderen Verfahren nachfolgend gekrackt und vergast

Die im Kreislauf geführte Waschflüssigkeit reichert sich jedoch ihrerseits mit Teer und Staub an. Dadurch verringert sich der Reinigungseffekt des Wassers. Um die Reinigungswirkung zu erhalten, wird ständig ein kleiner Teil der aus dem Waschkühler abgezogenen Waschflüssigkeit abgetrennt und von den darin enthaltenen Verunreinigungen befreit. Dazu läuft dieser Teil der Waschflüssigkeit durch einen Entspanner in einen Teerabscheider. Dieser arbeitet nach dem Sedimentationsbetrieb. Das gereinigte Wasser wird aus dem Teerabscheider einem Speicher zugeführt, aus dem es zusammen mit Frischwasser, das die verdampfte Wassermenge ersetzt, dem Waschkühler wieder zugeführt wird.

Der Teerabscheider muß sehr groß ausgelegt werden, damit die beim Sedimentationsprozeß zur Abscheidung der kleinen Teer- und Staubgehalte im Wasser erforderlichen Verweilzeiten erreicht werden. Auch der Speicher muß groß ausgelegt werden, damit die Anlage schwankenden Lastverhältnissen angepaßt werden kann.

Zur Anpassung an schwankende Lastverhältnisse sind Regler vorgesehen, die den Wasserstand im Waschkühler und im Speicher sowie die aus dem umgewälzten Wasser abzuziehende Menge kontrollieren. Da diese Regler miteinander gekoppelt sein müssen, ist ein verhältnismäßig großer regeltechnischer Aufwand erforderlich.

Nachteilig ist bei diesem Verfahren auch der Energieverlust, der beim Reinigen der abgezogenen Teilmenge des Wassers entsteht Diese Teilmengen, die gegebenenfalls 5 bis 7% der umgewälzten Menge betragen können, verlieren ihre Energie durch die beschriebene Entspannung. Diese Energie geht verloren.
Man kann die Gase auch nach dem sogenannten

ίο Durchlaufprinzip, das auch unter dem Namen »Otto-Prinzip« bekannt ist reinigen. Bei diesem Verfahren wird dem Waschkühler nur Frischwasser aufgegeben, das anschließend ohne Reinigung abfließt Dann ist zwar der Reinigungseffekt des Wassers besser. Das Verfahren arbeitet aber wegen der benötigten großen Wassermengen, die aus Gründen des Umweltschutzes gereinigt werden müssen, unwirtschaftlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gasreinigungseffekt zu verbessern und den Aufwand for die Reinigung des Wassers zu senken, indem Bauvolumen und Betriebskosten der zum erfindungsgemäßen Verfahren gehörigen Anlage verringert werden. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß aus der aus dem Waschkühler abgezogenen Waschflüssigkeit mit Hilfe eines oder mehrerer Hydrozyklone ein aus Waschflüssigkeit und Verunreinigungen bestehendes Konzentrat abgetrennt und aus dem Konzentrat die Verunreinigungen abgeschieden werden.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Gaswäsche nur mit gereinigtem Wasser wie beim Durchlaufprinzip erfolgt, wobei jedoch die benötigten Wassermengen denen beim Umwälzprinzip entsprechen. Es lassen sich deshalb auch bessere Gasreinigungseffekte erzielen.

Außerdem sind die Beeinträchtigungen der für die Kreisläufe erforderlichen Pumpen geringer, so daß sie in

größeren Abständen gewartet und repariert werden können und eine größere Betriebssicherheit ergeben.

Außerdem verringert sich auch die aus dem

umgewälzten Wasser abgezogene Teilmenge, die als Konzentrat anfällt. Das Volumen dieses Konzentrates läßt sich z. B. auf V25 der bei den bekannten Umwälzverfahren abgezogenen Teilmengen reduzieren, wobei jeweils gleiche Mengen an Verunreinigungen abgezogen werden. Dementsprechend verringern sich auch die Entspannungsverluste. Der Teerabscheider und gegebenenfalls der Speicher brauchen nur auf die anfallenden Konzentratmengen ausgelegt zu werden. Das bedeutet bei dem angegebenen Beispiel eine Reduzierung des Bauvolumens auf 4%. Bei sehr geringen anfallenden Wassermengen im Konzentrat kann auf die Anordnung des Speichers und der daran angeschlossenen Pumpe, die das gereinigte Wasser wieder in den Waschkühler zurückfördert, ganz verzichtet werden, insbesondere dann, wenn das gesamte aus Konzentrat gewonnene Wasser zur Entsalzung des Kreislaufes benötigt wird.

Dabei vereinfacht sich auch die Regelung der Anlage, weil nur noch der Wasserstand im Waschkühler durch die Zufuhr von Frischwasser, das die verdampften oder abgezogenen Wassermengen ersetzt, geregelt zu werden braucht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Die Zeichnung zeigt eine Anlage zum Reinigen von Gasen, die durch Kohledruckvergasung erzeugt worden sind.

Der in der Figur dargestellte Gaserzeuger 1, der ein

Kohledruckvergaser ist, erzeugt ca. 38 000NmVh Rohgas einer Temperatur von ca. 550⁰C Ober einem Druck von ca. 20 ata. Das Rohgas gelangt Ober eine Leitung 2 in den oberen Teil des Waschkünlers 3, in dem Teer- und Staubbestandteile des Gares ausgewaschen werden. Im Waschkühler wird das Rohgas mit Wasser behandelt, das von einer Pumpe 4 über eine Leitung 5 in den Waschkühler 3 gelangt Die Pumpe fördert ca. 180 t/h Waschwasser in den Waschkühler. Das gereinigte und bis iuf eine Temperatur von ca. !65° abgekühlte Gas wird als Kaltgas über eine Leitung 6 abgezogen und z. B in einer Gasturbine verbrannt

Das in den Waschkühler 3 gepumpte Wasser sammelt sich im unteren Teil des Waschkühlers 3 und wird von dort über eine Leitung 7 in einen Hydrozyklon 9 geleitet, in dem das Wasser von Teer- und Staubbestandteilen befreit wird. Das gereinigte Wasser gelangt über eine Leitung 10 in einen zweiten, mit dem ersten in Reihe geschalteten Hydrozyklon 11, in dem uie restlichen Verunreinigungen aus dem Wasser ausgeschieden werden. Über eine Leitung saugt die Pumpe 4 das gereinigte Wasser aus dem Hydrozyklon 11, so daß der Kreislauf des Wassers auf kurzem Wege geschlossen ist

Da die Pumpe 4 stets gereinigtes Wasser fördert, bleiben Verschmutzungen in der Pumpe 4 und in den angeschlossenen Anlagenteilen gering. Das gereinigte Wasser besitzt eine gute Aufnahmefähigkeit fur die im Rohgas enthaltenen Teere und Stäube, so daß zusätzliche Feinwäscher in der Leitung 6 für das Kaltgas überflüssig sind.

Aus den Hydrozyklonen 9 und 11 wird ein Konzentrat aus Wasser, Teer und Staub über Konzentratabflüsse 13, 14 der Hydrozyklone 9,11 sowie daran angeschlossene Leitungen 15, 16 abgeführt Unter den gegebenen Umständen werden ca. 0,2 bis 0,3 t/h Teer und Staub sowie 0,2—0,3 t/h Wasser als Konzentrat abgeführt. Die Leitungen 15,16 münden in eine Sammelleitung 17, die mit einem Absperrorgan 18 versehen ist und in einen Entspanner 19 mündet, in dem das anfallende Konzentrat auf Normaldruck entspannt wird.

Vom Entspanner 19 gelangt dar. Konzentrat über eine Leitung 20 in einen Teerabscheider 21, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach dem Sedimentationsprinzip arbeitet Die hohe Teer- und Staubkonzentration im Konzentrat sowie der geringe Wasseranteil ermöglichen ein geringeres Volumen des Teerabscheiders 21. Der ausgeschiedene Dickteer wird bei 22 aus dem Teerabscheider 21 abgezogen und das gewonnene Wasser gelangt über eine Leitung 23 in einen Speicher 24. Aus dem Speicher 24 wird das gewonnene Wasser mit Hilfe einer Pumpe 25 über eine Leitung 26 in eine Frischwasserleitung 27 gefördert, über die unter den gegebenen Umständen ca. 10—15 t/h Frischwasser zusammen mit dem aus dem Speicher 24 geförderten Wasser in den Waschkühler 3 gelangen. Das Frischwasser ersetzt die Verluste des umgewälzten Wassers, die dadurch entstehen, daß ein Teil dieses Wassers verdampft und von dem Kaltgas mitgeführt wird. Die jeweils benötigte Frischwassermenge wird über ein Absperrorgan 28 eingestellt das von einem Regler 29 betätigt wird, dessen Regelgröße das Meßsignal eines Wasserstandsanzeigers 30 ist

Ein Teil des aus dem Konzentrat gewonnenen Wassers wird bei 31 aus der Leitung 23 zur Entsalzung abgezweigt Ist der Salzgehalt des aus dem Konzentrat gewonnenen Wassers so hoch, daß eine Rückführung dieses Wassers in den Waschkühler 3 unzweckmäßig ist, dann wird das gesamte aus dem Konzentrat gewonnene Wasser entsalzt. In diesem Fall kann auf die Anordnung des Speichers 24, der Pumpe 25 und der Leitung 26 verzichtet werden. Die umgewälzte Wassermenge wird dann allein durch die Zufuhr von Frischwasser konstant gehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Verfahren zum Reinigen des bei der Kohledruckvergasung erzeugten Gases, bei dem das Gas in einem Waschkühler mit im Kreislauf geführter Waschflüssigkeit gewaschen, ein kleiner Teil der aus dem Waschkühler abgezogenen Waschflüssigkeit abgetrennt und die darin enthaltenen Verunreinigungen abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus der aus dem Waschkühler abgezogenen Waschflüssigkeit mit Hilfe eines oder mehrerer Hydrozyklone ein aus Waschflüssigkeit und Verunreinigungen bestehendes Konzentrat abgetrennt und aus dem Konzentrat die Verunreinigungen abgeschieden werden.