DE2607743C2 - Verfahren zum Betreiben eines Reaktors für das Vergasen fester Brennstoffe - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Reaktors für das Vergasen fester Brennstoffe

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Reaktors für das Vergasen fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, unter einem Druck von mindestens 5 bar mit Sauerstoff und Wasserdampf, wobei der Reaktionsraum des Reaktors mit einer Ableitung für Produktgas aus dem Reaktionsraum zu einem Waschkühler und einem wassergekühlten Doppelmantel und dieser mit einer von seinem Innenbereich zum Reaktionsraum führenden Verbindungsleitung für Wasserdampf versehen ist.
Die Druckvergasung fester Brennstoffe mit sauerstoffhaltigem Gas und Wasserdampf im Druckbereich von 5 bis 150 bar, vorzugsweise 10 bis 80 bar, ist bereits bekannt. Einzelheiten des Verfahrens sowie des Druckreaktors und seiner Nebenaggregate sind in der DE-AS 10 21 116 und der US- PS 39 37 620 erläutert. Bei dem Gasgenerator nach dieser letztgenannten Vorveröffentlichung wird der Manteldampf als Vergasungsmittel genutzt. In der DE-PS 9 12 385 ist ein Reaktor für die Vergasung von Kohle beschrieben, der einen wassergekühlten Doppelmantel besitzt. Zum Druckausgleich steht der Innenbereich des Doppelmantels über einen Dampfsammler mit der Gasaustrittsleitung in Verbindung.
Als zu vergasende feste Brennstoffe kommen vor &o allem Steinkohle, Braunkohle und Torf in Frage. Die Druckvergasung der körnigen Brennstoffe erfolgt im Festbett mit im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung der Brennstoffe geführten Vergasungsmitteln. Das Produktgas der Vergasung wird in bekannter Weise b5 zunächst zu einem Waschkühler geführt und dort gekühlt und grob gereinigt.
Die bekannten Druckvergasungsreaktoren besitzen einen wassergekühlten Doppelmantel, dessen Dampf, der sogenannte Manteldampf, als Vergasungsmittel verwendet wird. Die Verbindung des Kühlmantels über die Manteldampfleitung mit dem Reaktionsraum des Druckreaktors bewirkt einen Druckausgleich zwischen den Innenräumen des Reaktors und des DoppeSmantels. Dieser Druckausgleich stellt in erwünschter Weise einen Schutz für den Innenmantel des Reaktors dar, der deshalb nur für eine relativ geringe Druck"belastung ausgelegt zu sein braucht Es hat sich nun gezeigt, daß diese druckausgleichende Verbindung zwischen dem Kühlmantel des Reaktors und dem Reaktionsraum zu Schwierigkeiten beim temporären Abschalten des Vergasungsbetriebes führen kann. Wird die Vergasung unterbrochen, was gleichbedeutend mit dem Abschalten der Zufuhr des sauerstoffhaltigen Vergasungsmittels zum Brennstoffbett ist, so wird durch im Vergasungssystem vorhandene Wärme trotzdem weiter Wasserdampf im Kühlmantel des Druckreaktors erzeugt. Führt man diesen Dampf weiter durch die Manteldampfleitung in das Brennstoffbett, so reagiert das kohlenstoffhaltige, noch heiße Material mit dem Wasserdampf und kühlt sich dabei ab.
Die Betriebsunterbrechung hat auch einen Druckabfall im Reaktionsraum zur Folge, wodurch die Verdampfung im Kühlwassermantel verstärkt wird. Feuchter Manteldampf kann darüber hinaus die Korrosion im abgekühlten Reaktor begünstigen. Wird nach einer zeitweiligen Unterbrechung der Vergasung diese wieder angefahren, so muß zunächst das abgekühlte Brennstoffbett wieder aufgeheizt werden, wobei zunächst ein Produktgas von nur unbefriedigender Qualität erzeugt wird. Dieses ungenügende Produktgas muß zumeist abgefackelt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei zeitweiligen Unterbrechungen des Vergasungsbetriebes das Abkühlen des Kohlebettes so weit wie möglich zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß außerhalb des normalen Vergasungibetriebes, insbesondere beim Abschalten des sauerstoffhaltigen Vergasungsmittel, Wasserdampf aus dem Reaktor-Doppelmantel direkt in den Waschkühler geleitet wird. Der Manteldampf wird nun nicht mehr wie beim Normalbetrieb in den Reaktionsraum geführt, so daß er auch dort nicht abkühlend wirken kann. Durch das Einleiten des Manteldampfes direkt in den Waschkühler wird gleichzeitig auch während der Betriebsunierbrechung der Druckausgleich zwischen dem Reaktionsraum und dem Innern des Reaktor-Doppelmantels aufrechterhalten, weil der Waschkühler mit dem Reaktionsraum über die Produktgasableitung verbunden ist.
Die Störungen durch zeitweilige Betriebsunterbrechungen werden dadurch auf ein Minimum reduziert und Energieverlust gering gehalten. Dies kommt der Wirtschaftlichkeit der Druckvergasung fester Brennstoffe ersichtlich zugute.
Ein Beispiel für die erfindungsgemäße Betriebsweise wird mit Hilfe der schematischen Zeichnung erläutert.
Mit 1 ist der an sich bekannte Druckvergasungsreaktor bezeichnet, dessen Aufbau in der Zeichnung nicht in Einzelheiten wiedergegeben ist. Im Innern des Reaktors, nämlich im Reaktionsraum 2, läuft die Vergasuung der im Festbett befindlichen Brennstoffe unter erhöhtem Druck ab. In nicht dargestellter Weise werden die Brennstoffe von oben zugegeben und Ascherückstände am unteren Ende des Reaktors abgeführt. Der Reaktionsraum 2 ist von einem Innenmantel 3 und einem Reaktor-Außenmantel 4 umgeben. Zwischen den
beiden Mänteln 3 und 4 befindet sich unter Druck siedendes Kühlwasser 5, dessen Dampf, der sogen. Manteldampf, durch die Leitung 6 abgeführt wird. Im normalen Vergasungsbetrieb wird bei geschlossenem Ventil 7 der Manteldampf bei geöffnetem Ventil 8 durch die Leitungen 9 und 10 zurück in den Reaktionsraum geführt. Dem Wasserdampf wird ein Gemisch von sauerstoffhaltigem Gas und Fremddampf aus der Leitung 11 bei geöffnetem Ventil 12 zugegeben, bevor es über den als Verteiler wirkenden Drehrost 13 in das ι ο Brennstoffbett gelangt.
Das im Reaktionsraum 2 erzeugte Produktgas wird durch die Ableitung 14zum Waschkühler 15 geführt. Im Waschkühler wird das rohe Gas mit Wasser und Eigenkondensat aus der Leitung 16 besprüht; gewaschenes Gas verläßt den Waschkühler 15 durch die Leitung 17 und Flüssigkeit wird durch die Leitung 18 abgezogen.
Ist eine zeitweilige Betriebsunterbrechung der Vergasung notwendig mit der Absicht, den Druckvergasungsbetrieb später fortzusetzen, so wird zunächst die Zufuhr sauerstoffhaltigen Gases zum Reaktionsraum 2 unterbrochen und aus diesem Grund das Ventil Ϊ2 geschlossen. Gleichzeitig wird der weiterhin produzierte Manteldampf von der Leitung 6 über das nunmehr geöffnete Ventil 7 und die Leitung 20 dem Waschkühler 15 zugefühit. Das Ventil 8 wird geschlossen, um zu verhindern, daß Wasserdampf weiter in das noch heiße Kohlebett oberhalb des Drehrostes 13 gelangt
Soll während der Betriebsunterbrechung auch der Wärmeverlust. im Kühlwassermantel ganz oder teilweise ausgeglichen werden, wird heißer Fremddampf durch die Leitung 21 bei geöffnetem Ventil 22 in den Wasserrrvantel geleitet.
Es ist technisch möglich, das Umleiten des Manteldampfes in den Waschkühler bei Betriebsunterbrechungen und das dabei nötige Absperren der Manteldampfleitung zum Reaktionsraum 2 auch durch eine automatische Steuerung ausführen zu lassen. Ein Steuerungsimpuls kann dabei vom geschlossenen Ventil 12 und damit unterbrochener Sauerstoffzufuhr zu nicht dargestellten Antrieben der Ventile 7 und 8 führen, wobei Ventil 7 geöffnet und Ventil 8 geschlossen wird. Wenn der normale Vergasungsbetrif»b wieder aufgenommen wird, sind die Ventile 8 unu-12 zu öffnen und Ventil 7, sowie ggfs. 22, zu schließen, was ebenfalls durch automatisches Steuern erfolgen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betreiben eines Reaktors für das Vergasen fester Brennstoffe, insbesondere Kohle, unter einem Druck von mindestens 5 bar mit Sauerstoff und Wasserdampf, wobei der Reaktionsraum des Reaktors mit einer Ableitung für Produktgas aus dem Reaktionsraum zu einem Waschkühler und einem wassergekühlten Doppelmantel, und dieser mit einer von seinem Innenbereich zum Reaktionsraum führenden Verbindungsleitung für Wasserdampf versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des normalen Vergasungsbetriebes, insbesondere beim Abschalten des sauerstoffhaltigen Vergasungsmittels, der Wasserdampf aus dem Reaktor-Doppelmantel direkt in den Waschkühler geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung des Temperaturabfalls in der Brennstoffschüttung des Reaktionsraums außerhalb des normalen Vergasungsbetriebes Heißdampf in den Doppelmantel geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umleiten des Wasserdampfes zum Waschkühler, gesteuert durch eine Automatik, erst nach Absperren der den Sauerstoff zum Reaktor führenden Leitung bewirkt wird, und die Absperrarmaturen in der Manteldampfieitung auch in ihren gegenläufigen Bewegungsvorgängen derart gekoppelt sind, daß zu keinem Zeitpunkt beide jo geschlossen werden können.
DE2607743A 1976-02-26 1976-02-26 Verfahren zum Betreiben eines Reaktors für das Vergasen fester Brennstoffe Expired DE2607743C2 (de)

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