DE2504965A1 - Verfahren zum entfernen von stickstoffhaltigen bestandteilen aus festem brennstoff - Google Patents

Description

j NACHet£R.EiCHTJ

COHAUSZ & FLORAGK

PATH NT ANWALT S B ÜB O D-4 DÜSSELDORF · 8CHUMANN8TR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-lng. W. FLORACK - Dipl.-lng. R. KNAUF ■ Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER · Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

Hifu£i Iron Works, Ltd.

JAP-iokyo 5. jfebruar 197 5

Verfahren zum Entfernen von stickstoffhaltigen Bestandteilen aus

festem Brennstoff .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zubi Entfernen von stickstoffhaltigen Bestandteilen aus festen Brennstoff.

Es ist bekannt, daj3 die Verbrennung von festem Brennstoff, der einen stickstoffhaltigen Bestandteil enthält, in der Atmosphäre zum Entstehen von Stickstoffoxiden (iTOx) führt, die eine Verunreinigung der atmosphärisehen Luft bewirken. Gewöhnliche Kohle und Petroleumkoks beispielsweise haben einen Stickstoffgehalt von etwa 0,2 bis 2,0 und 0,1 bis 1,0 Gew.-^c, in dem einen bzw. in dem. anderen Fall. tJffi das Entstehen von Stickstoffoxiden durch die Verbrennung des festen Brennstoffs zu verhindern, ist es entsprechend erwünscht, daß der feste Brennstoff vor seiner Verbrennung so behandelt wird, daß der Gehalt an Stickstoff im festen Brennstoff ganz beseitigt oder auf höchstens 0,1 Gew.-yi verringert wird. .

Is ist immer noch nicht klar, auf welche ¥eise der stickstoffhaltige Bestandteil im festen Brennstoff enthalten ist, obgleich es aber beispielsweise bekannt ist, daß Stickstoffatome in Koks sich direkt mit Kohlenstoff atomen iiu Koks binden, um Verbindungen der iormel CxFy zu bilden. Diese Verbindungen sind unter normalen Bedingungen relativ stabil. Es ist jedoch außerdem bekannt, daß die Verbindungen der ]?ormel CxNy dazu neigen, bei Einwirkung von Wärme unter höher Temperatur für eine lange Zeitdauer in Jjamoniak umgewandelt zu werden. Es sind deshalb schon einige Versuche unternommen worden, den stickstoffhaltigen Bestandteil aus dem festen Brennstoff dadurch zu beseitigen, daß

Ua/Ti - 2 -

⁷ 609884/0326

2504955

■lie vox stehen J. .; /snarmte TJj:i:<fi.näD.un^; der Stickstof Γverbindung ? us^enutst V'ird. .Oiese '^ersuc'·.;¹¹ Laben eich in der Praxis bisher jedoch nicht als erfolgreich erwiesen.

Bei einem bekannten Verfahren wird der feste Brennstoff in einen Behandlungsofen geschickt und von außen in dem Ofen erhitzt, während der Luftstrom in den Ofen abgesperrt wird. ITach diesem Verfahren wird der feste Brennstoff indirekt auf eine Temperatur von 800 bis 2000°C erhitzt. Dieses Verfahren hat jedoch die Fachteile einer ku hohen !Temperatur und. einer su lanzen I-eliandlungszeit sowie der Schwierigkeit bei der llegelung der Temperatur/festen Brennstoffs im Ofen. JTarner hat dieses 7er- /des fahren sick alsl ungenügend bei der Beseitigung der stickstoffhaltigen Bestandteile aus des festen Brennstoff erwiesen. Beispielsweise wurde Kohle mit 1»67 Gew.-;..· Stickstoffgehalt in einen ^ixbett-Behandlungsof en geschickt und von außen auf eine Temperatur von 1o00 bis 1900°0 für die Bauer von 2,5 Stunden erhitzt. Der entstehende feste Brennstoff hatte lunker noch etwa 0,21 G-ew.-ji; Stickstoffgehalt. Die Menge an Stickstoff, der aus dec festen Brennstoff beseitigt wurde, betrug nur etwa 87/j> bezogen auf den ursprünglichen Stickstoffgehalt. Wenn die vorstehenden Verfahrensschritte bei einer Temperatur von 1JOO G für die Dauer von 34 Stunden durchgeführt warden, betrugt die Menge an beseitigtem .Stickstoff etwa SO,:-, bezogen auf den ursprünglichen Stickstoffgehalt. Zusätzlich zu dieser geringen Beseitigung des Stickstoffgehalts erfordert dieses Verfahren einen sehr teuren Außenheizofen, der einen sehr hohen Wärmewiderstand hat. Trotzdem wird der Ofen aber ständig einer Erosion während des Hochtemperaturbetriebs unterzogen. Die vorstehend genannten Schwierigkeiten machen dieses Verfahren nachteilig, vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen. Selbst wenn also das Prinzip zur Beseitigung des Stickstoffgehalts aus dem festen Brennstoff schon bekannt ist, ist das Verfahren zur Verwirklichung des Prinzips noch nicht praktisch erfolgreich durchgeführt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfernen des Stickstoffgehalts aus einem festen Brennstoff bei einer relativ niedrigen Semperatur innerhalb relativ kurzer Zeit zu schaffen, das wirtschaftlich sehr wirkungsvoll ist.

Dazu ist erfindungsgeuäß ein Verfahren vorgesehen, das dadurch gekenn-

60d884/032S -₃.

BAD ORIGiNAL

2504985

seicunet ist, (laß

(1) ein is -wesentlichen inertes verbranntes Gas hergestellt wird, das jiöclistens 2 Vol.-,.. freie en Bauerstoff enthalt, dadurch, daß ein Gemisch aus einen Brennstoff und Luft oder Sauerstoffgas in einer Brennkammer vollständig verbrannt wirα,

(2) das verbrannte Gas in eine Auibereitungskäümer eingespeist wird, die direkt mit der Brennkammer verbunden ist, und swar mit einer bestimmten ]? e schickungsra t e,

(^) gleichseitig Dcrapi oder Wasser und Vascerstoffgas oder ein anderes Gas, das mindestens 50 Vol.-',..■ freies w'asserstoffgas enthält, in die Aufbereitungskaioiuer nit bestimxaten Beschickungsraten eingespeist wird,

(4) <ias verbrannte Gas, der Dampf oder das Wasser und das wasserstoffgas odez ias viasserstofigas enthaltende Gas innerhalb der Auf bereitungskaamier gleich!örraig gemischt wird, derart, daß ein Behandlungsgas zum Entfernen üee stickstoffgehalts entsteht, wobei das Behandlungsgas eine bestimmte Temperatur und Zusammensetzung hat,

(5) ein fester Brennstoff in eine Behandlungskammer eingegeben wird,

(6) das Behandlungsgas in die Behandlungskammer eingeleitet wird und

(7) der feste Brennstoff mit dem Behandlungsgas bei einer Temperatur von 65Ο bis 1200°G behandelt wird.

3ie Herkraale und der Aufbau des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen im einzelnen aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den en hervor. In den Zeichnungen sind:

jrig. 1 ein Diagramm, das die Beziehungen zwisehen der Erwärmungsteiaperatur für Kohle in ⁰C und dem Stickstoffgehalt in yö in der Kohle entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt, (Kurve C), und entsprechend anderen Verfahren (Kurven 1 und B),

!■'ig. 2 eine erläuternde Schnittdarstellung eines Au sführungsb ei spiels der Vorrichtung zur Durchführung "des erfindungsgeaäßen Verfahrens und j?ig. 3 eine erläuterende 3chnittäarsteilung einer anderen Asuführung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Der Brennstoff i"Mr das verbrannte Gas kann wahlweise-aus fiewölinlichen

S09884/0326

BAD ORIGINAL

Gasbrennstoffen me ölgas, Erdgas, Propangas, Stadtgas, Wassergas oder Iloksgas, aus gewöhnlichen flüssigen Brennstoffen wie leichtes Heizöl, schweres Heizöl oder verflüssigetes Eohleöl oder aus fein zerteilten festen Brennstoffen wie Eohle, Eoks oder Holzkohle, Holzprodukten oder landwirtschaft.lichen Abfallprodukten ausgewählt werden, außer wenn das entstehende verbrannte Gas die Beseitigung des Stickstoffgehalts aus den festen Brennstoff beeinträchtigt.

Der Brennstoff wird gleichmäßig mit Luft oder Sauerstoffgas in einer Hischkaiüir.e:;; in solchen Anteilen geraischt, dal", das entstehende verbrannte Gas höchstes ^ ToI.-;, freies Sauer stoff gas enthält und damit ira wesentlichen inert gegen den festen Brennstoff ist, der zu behandeln ist. Das Brennstoff gemisch wird in eine Brennkammer eingespeist und in dieser vollständig verbrannt. Die Brennkammer muß ein großes Innenvolumen haben, das groß genug ist, um das darin befindliche Brenntoffgemisch vollständig zu verbrennen. Das entstehende veferbrannte Gas ist ein im wesentlichen inertes Hochtemperaturgas, das höchstens 2 ToI.-^ freien Sauerstoff enthält.

Das in dieser ¥eise hergestellte verbrannte Gas wird in eine Aufbereitungskaramer geleitet, die direkt mit der Brennkammer verbunden ist. Torzugsweise hat die Aufbereitungskammer ein Innenvolumen von dem anderhtalbfachen oder mehr, vorzugsweise dem Anderthalbfachen bis zum Tierfachen des Innenvolumens der Brennkammer. Gleichzeitig mit dem Einleiten des verbrannten Gases in die Brennkammer wird Dampf oder Wasser und Wasserstoffgas oder Wasserstoff enthaltendes Gas in die Aufbereitungskammer eingeleitet und gleichförmig dem verbrennaten Gas zugemischt, um ein Behandlungsgas herzustellen, dß eine bestimmte Temperatur und Zusammensetzung hat. Bei der Herstellung des Behandlungsgases wird der Anteil der Eopmponentengase mit der Temperatur und dem Druck des verbrannten Gases, des Dampfs oder Wanssers und Wasserstoffgases oder des Wasserstoff enthaltenden Gases und mit der Zusammensetzung des verbrannten Gases und des Wasserstoff enthaltenden Gases bestimmt. Allgemein hat Behandlungsgas, das sich für das erfindungsgemäße Terfahren eignet, eine bevorzugte Temperatur von 650 bis 1200°0, noch besser von 650 bis 900⁰C, und es enthält vorzugsweise 0,02 · bis 0,2 kg, noch besser 0,05 bis 0,10 kg Dampf pro 1 kg des festen Brenn-

50988A /0326

ORIGINAL

Stoffs und 0,05 Ms 0,5 ITm⁵, noch besBr 0,Oo bis 0,25 Um⁵ Stickstoff pro 1 kg des festen Brennstoffs, der zu behandeln ist.

Der in die Aufbereitungskammer einzuleitende Dampf kann geöwöhnlicher Dampf mit einer Temperatur von etwa 107°0 oder übererhitzter Hochdruckdampf mit einer Temperatur von 120 G oder mehr sein. Der Dampf kann durch Wasser oder heißes Wasser ersetzt werden, das unmittelbar nach der Einführung in die Aufbereitungskammer verdampft wird.

Das in die Aufbereitungskammer einzuleitende Wasserstoffgas kann industriell reines Wasserstoffgas sein, oder es kann durch das Gemischgas ersetzt sein, das mindestens 30 Vol.-¹Jj Wasserstoff enthält, beispielsweise ein Mischgas, das dadurch entsteht, daß Petroleumkohlenwasserstoffe oder Koksofengas katalytisch gecrackt wird. Diese Wasserstoff enthaltenden Gase haben beispielsweise Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind.

Tabelle 1

	Katalytisch gecracktes	Koksofengas
	Petroleuxakohlenwasser-
Komponente ^«w^ (Vol.-,') \	stoffgas	2,0
GO2	5-7
Kohlenwasserstoffe		2,6
(GmIIn)	10,3	0,4
°2	0,1	7,4
GO	15,0	54,0
H2	53,1	28,0
GII,	7,4	5,6
IT	8,4

Der für das erfindungsgemäße Verfahren verendbare feste Brennstoff kann aus verschiedenen Arten von Kohle mit einem Stickstoffgehalt ausgewählt sein, d.h. Torf, Braunkohle, gewöhnliche Kohle, rauchlose Kohle oder

50988W0326

—.6 -

"⁶" 2504985

bitumenhaltige Kohle, Koks, Petroleumkoks, Holzkohlice oder Kohl ens to if, der aus den vorstehend genannten festen Brennstoffen hergestellt wird. Der feste Brennstoff kann in der I?orr.i von Pulver, Klumpen oder Körnern vorgesehen sein. TTm das Entfernen von Stickstoff aus dem festen Brennstoff jedoch zu begünstigen, indem die Gehaltfläche des festen Brennstoffε dem Behandlung-sgas gegenüber zu vergrößern, hat der feste Brennstoff vorzugsweise jedoch die Porm von feinen Partikeln mit einer Kes&hzahl von ,5 Ms 100.

In der BehandlungskaBiaer kann der feste Brennstoff jede beliegbige Art von Bett bilden, beispielsweise ein iiixbett, ein fluidisiertes Bett oder ein wanderndes Bett. Ua die Beschleunigung der Entfemungsrate des Stickstoff gehalt a aus dem festen Brennstoff zu beewirken, stfst es vorzuziehen, dai3 der fein zerteilte feste Brennstoff ein fluidisiertes Bett in der Behandlung sksiamer bildet. Das heiJt, vorzugsweise wird der feste Brennstoff in einen i?luidisierten-Bett-Qfen mit dem Behandlungsgas gemäß der Erfindung behandelt.

Der feste !Brennstoff wird mit Behandlung stan behandelt, das gewöhnlich unter normalem Druck steht, und zwar in der Behandlungskammer. Der btickstoffgehalt im festen Brennstoff wird in Ammoniak durch die Behandlung umgewandelt, und das in dieser Weise entstehende Ammoniak wird verdampft und aus dem festen Brennstoff ausgeschieden.

Der Effekt des erfindungsgenäßen Verfahrens wird deutlich im einzelnen durch Bezugnahme auf KLg. 1 der Zeichnungen.

In l-'ig. 1 zeigt die Kurve A eine Beziehung zwischen der Brv/äraungstecperatur für Kohle mit einem Stickstoffgehalt von 1,o7 ρ und dem verbleibenden Stickstoffgehalt, in der Kohle, wenn die Kohle behandelt worden ist, und toar in einem «Tuidbettofen mit einen inerten verbrannten Gas mit einer Temperatur von 550 bis 1OOO°C für die Dauer von 20 bis JO Minuten. Die Kurve B zeigt eine Beziehung zwischen der Srwärmungstemperatur für die gleiche Kohle wie in Kurve A und dem verbleibenden Stickstoffgehalt in der mit einem Behandlungsgas behandelten Kohle, das aus dem gleichen

- 7 509834/0328

BAD ORIGINAL

inerten verbrannten Gas vie in Kurve A "bsteht, und aus Dampf in einer " 1,'ense von 0,3 kg pro 1 kg der au behandelnden Kohle "besteht. Die Eurve C zei^t die Beziehung zwischen der Erwärmungstemperatur der gleichen Kohle wie in der liurve A und dem verbleibenden Stickstoffgehati in der Eolile, die mit eineia Behandlungsgas gbehandelt worden ist, das aus dem gleichen inerten verbrannten Gas wie in Kurve A und aus 0,05 kg Dampf und 0,08 BII'' Wasserstofigas pro 1 kg der zu behandelnden Eohle besteht. ITach der Eurve A hat die Kohle, die nit Behandlungsgas behandelt worden ist, das nur aus dein inerten verbrannten Gas besteht, einen relativ hohen ,Stickstoffgehalt, der mehr als 0,35/ä beträgt, selbst wenn eine Erhitzung auf 1UOO⁰G erfolgt. Ferner zeigt die Kurve B an, daß die mit Behandlungsgas behandelte Kohle, das aus dem inerten verbrannten Gas und Dampf besteht, immer noch einen relativ hohen Stickstoffgehalt von 0 und mehr hat, selbst bei einer Erhitzung auf 1OOO°C. Wie in Kurve G dargestellt ist, ist jedoch dann, wenn die Kohle nach dem erfindungsgaaäßen Verfahren mit Behandlungsgas behandelt wird, das aus dem inerten verbrannten Gas, aus Dampf und Wasserstoff-gas besteht, der verbleibende Stickstoffgehalt desr behandelten Kohle relativ niedrig, d.h. 0,1fö oder weniger, selbst wenn die Behandlung bei einer relativ niedrigen Temperatur von 800⁰C durchgeführt wird. Fig. 1 beweist definitiv, daß das Behandlungsgas, das aus einem Gemisch aus dera inerten verbrennten Gas mit Dampf und Wasserstoffgeas/sehr wirkungsvoll zum Entfernen /besteht, des Stickstoffgehalts aus festem Brennstoff ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung der Vorrichtung durchgeführt werden, die beispielsweise in 3?ig. 2 und 3 gezeigt ist. In 5¹Xg. δ ist eine Vorrichtung 1 zum Entfernen von stickstoffhaltigen Bestandteilen aus festem Brennstoff mit einer Mischkammer 2, einer Brennkammer 3» einer Aufbereitungskammer 4 uncL einer Fluidbett-Behandlungskammer 5 versehen. Die Mischkammer 1 ist mit einer Leitung 6 zum Zuleiten eines Brennstoffs und mit einer Leitung 7 zum Zuleiten von Luft oder Sauerstoffgas in sie versehen. Der durch die Leitung 6 zugeleitete Brennstoff wird gleichmäßig mit Luft oder Sauerstoffgas gemischt, die bzw. das durch die Leitung 7 in <3-ie Mischkammer 2 eingeleitet wird. Die Mischkammer 2 weist einen zylindrischen Innenraum auf, der eine Innenperipherie

80988J/0328

BAD ORIGINAL ά ^

hat, welche sich in die gleiche Hiclitung wie der ütrom des Gasgemisches erstreckt. Ein Ausgangsende der liischkaumer ί bildet eine Öffnung 8, durch die das Gasgemisch die L'isehkammer 2 verläßt und in die' Brennkammer '■_, gelangt. Die Ausl&£.ölfnung 8 kann mit einer Vorrichtung zur Regelung des Gasgemischstroiis durch sie versehen sein. Die Vorrichtung zum" Durchflueßregeln kann die Durchflußrate, die Durchflußgeschwindigkeit und die Durchflußrichtung des Gasgemisches regulieren, damit die gewünschten V/erte erreicht werden. Bin Beispiel für eine solche Durchflußregelvorrichtung ist in j?ig. 2 gezeigt. Das Ausgangsende der Mischkammer 2 hat dabei einen Ereiskonus, der zur Brennkammer 3 hin konvergiert. Im kreiskonischen Saum sitzt ein Durchflußregler y. Der Durchflußregler 9 hat ebenfalls eine Kreiskonusform, wobei sich der Konus zusr Brennkammer 3 hin verjüngt und c.er Konus so bewegbar ist, daß die effektive Querschnittsfläche der Ausladöffnung 8 eingestellt wird. Durch !Einstellen der Position des Durchflußreglers > können die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches, dessen Durchflu.^r:rate und dessden Durchflußrichtung reguliert werden,und es kann gleichförmig in die Brennkammer 3 verteilt werden. Wenn das geschieht, wird das Gasgemisch entzrtncLet und wird in dieser gleichförmig und vollständig verbrannt. Die Brennkammer 3 ist mit einen zylindrischen Innenrauti versehen, der eii_e Innenperipherie hat, welche sich in Strönrongsrichtung :Tes verbrannten Gases iti Innenraum erstreckt. TJm das Gasgemisch in der Brennkammer 3 vollständig su verbrennen, hat der Innendurchmesser der Brennkammer 3 vorzugsweise folgende Beziehung:

Dabei stellt de den Innendurchiaesser des Innenraums der Brennkammer 3 dar, und dli stellt den Innendurchmesser der Auslaßöffnung 8 dar. Wenn de kleiner als 1 — dir ist, kann das zu einer unvollständigen Verbrennung des Gasgemisches führen. Das in dieser Weise hergestellte verbraEnte Gas hat eine hohe Temperatur und enthält in sich höchstens 2 Vol.-JS freien Sauerstoff. Das verbrannte Gas wird von der Brennkammer 3 in die Aufbereitungskammer 4 eingeleitet. Falls erwünscht, kann ein Teil des verbrannten Gases durch eine Ableitung 10 abgezogen werden. Die Aufbereitungskammer 4 ist mit eineigen Zweigleitungen 11a und 11b versehen,· die mit einer Hauptlei-, tung 11 verbunden sind, um Dampf oder Wasser zuzuleiten. Me Aufberietungskammer hat ferner eine Leitung 12 zum Einleiten von Wasserstoff gas oder Wasserstoff enthaltendes Gas in diese. Die Durchflußraten des Dampfs oder

509884/0326

BAD ORIGINAL-· ^

/ansers und des l'/asserstcß-gases oder Wasserstoff enthaltenden Gases"-, aas mit den verbrannten Gas au mischen ist, werden entsprechend der ieii^eratur, dea Druck und der Zusammensetzung des Beliandlungsgases bestimmt, d-.'s in der Aufbereitungskammer 4 hergestellt wird.

TTm das verbrannte Gas und Dampf oder Wasser und w'asserstoffgss oder "Wasserstoff enthaltendes Gas gleichförmig zu mischen wad um ein gleichförmiges Behandlungsgas herzustellen, hat die Aufbereitungskamraer vorzugsweise einen Innenraum, der folgender Beziehung genügt:

1 i SYc < Y

Dabei stellt Yc das Volumen des Innenraums der Brennkammer dar. Wenn T kleiner als 1 w/ist, bewirkt das ein ungleichförmiges Vermischen des /\Fc verbrannten Gases und des Dampfs und Wasserstoffgases.

Das in dieser Weise hergestellte Behandlungsgas wird von der Aufbereitung s-kaminer 4 ^ιη· &i-^e Behandlungskammer 5 durch einen Zuleitungsweg I3 eingeleitet. Die Behandlungskammer 5 kann einen Schlitz oder ein Gitter I4 aufweisen, was auf Wunsch vorgesehen sein kann, und dieser bzw. dieses kann am Einlaßende der Kammer 5 vorgesehen sein. Das fein zeerteilte feste Brennstoff material 15 wird von einem Schacht 16 in den Eingang der Behandlungskammer 5 durch einen Schneckenförderer I7 eingespeist. Der feste Brennstoff 15, der in dieser v/eise zugeleitet wird, wird durch einen Strom des Behandlungsgases fluidisiert, und der stickstoffhaltige Bestandteil im festen Brennstoff wird in Ammoniak durch die Wirkung des Behandlungsgases umgewandelt.

Das entstehende Ammoniakgas wird zusammen mit dem festen Brennstoff, der in dem Behandlungsgas fluidisiert ist, aus der Behandlungskammer durch eine Ableitung 19 abgegeben. Der in dieser Weise behandelte feste Brennstoff wird von dem Gemisch aus Ammoniakgas und dem Behandlungsgas durch eine herkömmliche Abscheidevorrichtung getrennt, beispielsweise einen:Zyklonstaubsammler (der weder in Ii¹Xg. 2 noch in .T?ig. 5 gezeigt ist). Das Gasgemisch wird in eine Vorrichtung (die weder in Fig. 2 noch in Fig. 3 gezeigt ist) zum Entfernen von Ammoniak geleitet, beispielsweise in eine

- 10 -

S09884/0328

BAD ORIGINAL - ,

io*: ab^orliier&nue . '.vale oder in eine thermisch versetzende Gäule für Iwmoniak. Das harmlose Abgas wird in die Atr.:osphilre abgegeben.

Das srfindungsgeja'i: ^;e '/erfahren kann auch unter Verwendung der in Pi« · Z gezeigten Vorrichtung c.urc]i,;;eiührt werden. Gemäß eier !DarStellung" in I¹Ig. J ist die To !'richtung i.0 nit einer Kischkatuner 22, einer UrennkcUT-nier 2J., einer Aufbereitung, skenmer £4 und einer ISehandlungskaxuüer 25 ver sehen. Dale !".'ischlcaif-üier 22 und die Brennkammer 2J in T¹Xg. 5 haben den ,';leichoii Aufw&bau wie in I-'ig. £, außer dai die ajlindriachen Innenr^ui'ie der !"isolikaoner 22 und c.er Drennkannez* 2J in /i^. J sich in -.;£,a£;reclite:i: Ilichtting erstrecken, während sich Jene in Pig. 2 vertikal erstrecken, !»ie Aufbereitun^-skaiiuer 2Δ hat eine Leitung zun Zuleiten von .Oaivpf ode:-? ^:."asser und eine Lerntvu\_, 12 euiu Zuleiten von ..asserstofi"c^as o*.-.er /,-asser stoxf enthaltendes Gas in die

Der nach der,i erfinv:ungage^iä.3en Verfahren behandelte feste Brennstoff enthält keine nennenswerte Ilen^e des stickstoffhaltigen !Bestandteils, d.h. 5 j ehr als 0,1 G-ew.--,.'.

Die !"erkmale und ^T.^rorteile des erfindun^'sgenäSen Verfahrens gehen v/eiter aus dein folgenden Beispiel hervor, das die Erfindung in ihrem Umfang nicht beschränken soll.

Seispiel

Sine Vorrichtung gemäß der Darstellung in iig. 2 wurde erwendeat, um den stickstoffhaltigen Bestandteil aus Kohle zu entfernen» Die Kohle war eine nicht-kuchenbildende Sorte mit einem Stickstoffgehalt von 1, öj Gew.-jfe, und sie wurde in ein pulver mit einer 15 bis 80 zählenden Ilesligröße zerkleinert.

Bin Brennstoff, der aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffgas bestand (üE, + G₂-¹O ^{: ca}" '¹'^J} ^ ^{: ca}" ^'5'/- und CO : ca. 2,5;4, jeweils auf das Volumen bezogen), wurde auf eine Temperatur von 150 C vorerwärmt und dann in eine Hischkammer mit einer 3uleitungsrate von 40 Hm^/h eingespeist. Luft wurde getrennt auf eine Temperatur von 160 C vorerwärmt und dann in

- 11 -

50988A/0326

BAD ORIGINAL

die '.~±3olHz3jäier: ^iit einer Eingeberate von ^jOG Ώα'/h eing-eleitetj das Breiinstoxx'jas und die Luft wurden in der HiscLlca^xier gleichnc-Si^; gemischt. l-is,o Brennstoff'-r.iscls.gas wurde in einen Brennraum geleitet, der einen InnendErchmeseer (dc) von φ ο~ι und ein Innenvolumen (Tc) ττοη O,G7 ■A^y hatte, Tied zwar durch eine Au sie.:'-öffnung mit einem Innendurchmesser (all) von 1,0 cm, unö. es wurde entsünaet, ao daiS das Brennstoff-5i.xscb.gas vollstlindij verbrannt vnirae. Das entstehende verbrannte Gas enthielt eine sehr geringe Ilenge, 0,2 ToI,-)?*, freies Sauerstoff gas, und es war deshalb im wesentlichen inert. Das verbrannte Gas wurde dann in die Aufberei tungskaaner ein_t;;el%eitet, die einen Innenvolumen von 0,15 n" hatte. Daiapf mit einer '!'eiuperatur von 10 C 'vmrde getrennt in die AufbereitungskatiiBier axt einer iließrate von 4 kg/h eingeleitet, und gleichzeitig -wurde v/asserstoifgas bei Haumtemperatur mit einer Pließrate von 7 lm^/h eingeleitet. Bas verbrannte Gas wurde gleiclnaäßig mit dem Dampf und dem Wasserstoffgas innerhalb der Aufbereitungskammer gemisch. Das entstehende BehandluHgsg&s hatte eine Temperatur von 1000 C und wurde in die Behandlungskaamer eingeleitet.

Die niciit-bakende Eohle wurde in die Behandlungskammer mit einer Zufuhrrate von 100 Eg/h eingeleitet und durch das Behandlungsgas unter normalem !Druck fluidisiert und behandelt. Die vom Stickstoff befreite Eohle und das entstandene Ammoniak wurden zusammen mit dem Behandlungsgas aus der Behandlungskammer abgeleitet und einem Zyklon-Staubsammler zugeleitet, um die vom Stickstoff befreite Kohle vom Gasgemisch zu trennen. Das Gasgeaiscli wurde in eine Ammoniak absorbierende Säule eingeleitet, in der Ammoniak durch Aktivkohle absorbiert wurde.

Die vom Stickstoff befreite Kohle hatte einen sehr geringen Stickstoffgehalt von 0,02-.i. Das bedeutet, daß etwa 98,2^0 des Stickstoffs, bezogen auf den ursprünglichen Gehalt an Stickstoff in der Kohle, von der Eohle durch das Terfahren nach dem vorliegenden Beispiel entfernt worden sind.

Ansprüche

509884/0326

BAD ORIGINAL

Claims (10)

Ansprüche

1. Verfahren aura kontinuierlichen Entfernen eines sticks toff hs,ltigen T-estandteils aus festen Brennstoffen, dadurch gekennzeichnet! daß

(1) ein in wesentlichen inertes verbranntes Gas hergestellt wird, das liöc'istens 2. YoI.-'-/-. freien Sauerstoff enthält, dadurch, daß ein Gemisch aus einen Brennstoff uric. Luft oder oauerstoffgas in einer Brennkammer vollständig verbrannt irirü,

(c) Cas verbrannte Gas in eine Aufbereitungskamnier unter einer bestimmten !Eescliickun/rsrate eingespeist wird, efcwobei die Aufbereitungskamiaer direkt mit der Brennkammer vez-bnnden ist,

(J-) gleichseitig, Dampf oder "wasser und ¥asserstoffgas oder ein anderes Gas, das mindestens JO Vol.-;■«.· freies Wasserstofgas enthält, in die Auf-Lereitungskanner uit bestimmten Beschickungsraten eingespeist wird, (/}) das verbrannte Gas, der Dampf oder das Wasser und das Wasserstoff gas oder das Wasserstoffgas enthaltende Gas innerhalb der Aufbereitungskaiamer gleichförmig gemischt wird, derart, daß ein Behandlungsgas zum Entfernen des Stickstoffgehalts entsteht, wobei das Behändlungsgas eine bestimmte Temperatur und Zusammensetzung hat,

(5) ein fester Brennstoff in eine Eehandlung'skammer eingegeben wird,

(6) das Behandlungsgas in die Behandlungskammer eingeleitet wird und

(6) der feste Brennstoff mit dem Behandlungsfeas bei einer Temperatur von 650 bis 12CX)⁰C behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgas eine Temperatur von 65O bis 1200°C hat.

J. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Behandlungegases zwischen 650 und 9OO C liegt. c

4· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgas 0,02 bis 0,2 kg Dampf und 0,05 "bis 0,5 Ma^ freies Wasserstoffgas pro 1 kg des festen Brennstoffs enthält, der mit dem Behandlungsgas zu behandeln ist.

Wa/Ti ■ - 2 -

509884/0326
BAD ORIGINAL

5. Yerfahren nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Dampf und freiem Sauerstoffgas in dem Behändlun^sgas jeweils 0,05 ^is 0,10 kg bzw. 0,06 bis 0,25 Em'' pro 1 kg cles festen Brennstoffs beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ¥asserstoffgas enthaltende Gas entweder ein durch katalytisches Gracken von Petroleumkohlenswasserstoffen entstandenes Gas oder Koksofengas ist.

7. Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Brennstoff aus der Gruppe stammt, zu der Konle, Koks, Petroleuinkoks, oder Kohlenstoffmaterialien gehören, die aus den vorstehend genannten Jiaterialien hergestellt sind.

8. Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Brennstoff eine Korngröße von 5 "bis 100 mesh hat.

89· Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k en η ζ e i c h net, daß die Behandlungskanmier ein Pluidisierungsbettofen ist.

10. Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des festen Brennstoffs unter normalem Druck durchgeführt wird.

509884/0328