DE2650512A1

DE2650512A1 - Slag removal from synthesis gas - by cooling tubes in intermediate container to solidify liquid slag droplets

Info

Publication number: DE2650512A1
Application number: DE19762650512
Authority: DE
Inventors: Frohmut Vollhardt
Original assignee: Siegener AG Geisweid
Current assignee: Siegener AG Geisweid
Priority date: 1976-11-04
Filing date: 1976-11-04
Publication date: 1978-05-11
Also published as: DE2650512B2

Abstract

Slag is removed from synthesis gas, produced by chemical coal gasification, by cooling it spontaneously on leaving the reactor through spray nozzles to a temp. at which the airborne liquid slag droplets are converted to solid slag granules. A vertical section of the gas discharge pipe is equipped with cooling tubes which consist of a vertical part and a curved part and are jointed to a ring main. The coolant forms part of a steam generating system so that part of the heat content of the synthesis gas is recovered. Sepn. of coolant and slag granules is obviated.

Description

''Vorrichtung zum Reinigen von Synthesegas". - Zusatz zu'' Device for cleaning synthesis gas ". - Addition to

Patent..... (Patentanmeldung P 25 56 370.6).Patent ..... (patent application P 25 56 370.6).

Das Hauptpatent bezieht sich u.a. auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von durch chemische Kohlevergasung erzeugtem Synthesegas von Schlacke0 Hierbei wird das dem Reaktor verlassende Synthesegas spontan, d.h. unmittelbar nach Verlassen des Reaktors, auf eine Temperatur abgekühlt, bei welcher die flugfähigen flüssigen Schlacketrdpfchen im Synthesegas in feste Schlackekörner übergehen.The main patent relates, inter alia, to a method and an apparatus for cleaning synthesis gas produced by chemical coal gasification from slag0 Here, the synthesis gas leaving the reactor is spontaneous, i.e. immediately after Leaving the reactor, cooled to a temperature at which the airworthy liquid slag droplets in the synthesis gas pass into solid slag grains.

Die in dem Hauptpatent vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht ein unmittelbares Abkühlen des Synthesegases durch Einsprühen von Kühlmittel in den Synthesegasstrom vor, wobei die Schlackekörner aufgrund ihres Gewichtes senkrecht nach unten fallen und aus dem Gasstrom ausgetragen werden, der eine Umlenkung in der Vorrichtung aus seiner vorzugsweise senkrechten Strömungsrichtung erhält.The device proposed in the main patent for implementation of the process provides for an immediate cooling of the synthesis gas by spraying of coolant in the synthesis gas stream, the slag grains due to their Weight fall vertically downwards and be discharged from the gas stream, the a deflection in the device from its preferably vertical flow direction receives.

Das Zuführen des Kühlmittels, vorzugsweise von Wasser in den Synthesegasstrom, läßt einen Teil des Kühlmittels verdampfen, ohne daß dieser Dampf nutzbringend verwendet werden kann.Feeding the coolant, preferably water, into the synthesis gas stream, allows some of the coolant to evaporate without this utilizing the vapor to good effect can be.

Ferner muß die Schlacke von dem zuströmenden Kühlmittel separiert werden.Furthermore, the slag must be separated from the inflowing coolant will.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent zu schaffen bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die Kühlung variiert werden kann.The invention is therefore based on the object of an improved device to create a device for carrying out the method according to the main patent to create in which the cooling can be varied.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, bei der die Wandung des senkrecht oder annähernd senkrecht gerichteten Abschnitts der Gasführungsleitung mit Kühlmittel führenden Rohren versehen ist. Diese gegenüber dem Innenraum der Vorrichtung, d.h. -der Gasführungsleitung geschlossenen Rohre, können vorzugsweise einen Teil einer Dampferzeugungsanlage bilden, so daß nicht nur die nutzlose Verdampfung von Kühlmittel und die Separierung von Kühlmittel und Schlackekörnern vermieden wird, sondern darüber hinaus auch noch ein Teil des Wärmeinhalts des Synthesegases zusätzlich zurückgewonnen wird.To solve this problem, the invention provides a device in which the wall of the perpendicular or approximately perpendicular section the gas duct is provided with tubes carrying coolant. This opposite the interior of the device, i.e. the gas duct, closed pipes, can preferably form part of a steam generating plant, so that not only the useless evaporation of coolant and the separation of coolant and Slag grains are avoided, but also part of the heat content of the synthesis gas is also recovered.

In weiterer Ausbildung der Erfindung können die die Wand auskleidenden Rohre einen geraden und einen gewölbten Längsabschnitt aufweisen, der sich über den oberen Bereich der Gasführungsleitung erstreckt, so daß die Gasführungsleitung zylinderförmig wie auch glockenförmig von den kühlenden Rohren umschlossen ist. Will man eine intensive Kühlung herbeiführen, so können den Kühlmittel führenden Rohren der Gasführungsleitung Kühlmittelsprührohre benachbart sein, so daß die Vorrichtung eine indirekte und eine direkte Kühlung aufweist, die den Vorzug hat, daß sowohl die Außenbereiche des Gasstromes durch die geschlossenen Rohre gekühlt werden, als auch die Mitte des Strömungsquerschnitts des Gasstromes durch die unmittelbare Kühlung durch das eingesprühte Kühlmittel gekühlt wird, so daß auf jeden Fall ein schnelles Erstarren der flüssigen Schlacketröpfchen erfolgen und die Bauhöhe der Vorrichtung hierdurch herabgesetzt werden kann.In a further embodiment of the invention, the lining the wall Tubes have a straight and a curved longitudinal section that extends over the upper area of the gas duct extends so that the Gas guide line cylindrical as well as bell-shaped from the cooling pipes is enclosed. If you want to bring about intensive cooling, you can use the coolant leading pipes of the gas guide line be adjacent to coolant spray pipes, so that the device has an indirect and a direct cooling, the preference has that both the outer regions of the gas flow are cooled by the closed tubes as well as the center of the flow cross-section of the gas flow through the immediate Cooling is cooled by the injected coolant, so that in any case rapid solidification of the liquid slag droplets and the height of the Device can be reduced as a result.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung und Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines Details der Vorrichtung.Two embodiments of the device are shown in the drawing of the invention, namely Fig. 1 shows a vertical section through the Device and FIG. 2 a further embodiment of a detail of the device.

Aus dem mit einer Auskleidung versehenen Reaktor 2 gelangt das Synthesegas in eine durch einen Behälter 30 gebildete Zwischenleitung 3, die einen Abzweig 4 zu einer weiteren Ableitung 13 bildet, die winklig zu der Zwischenleitung 3 gelegen ist. Die in dem Synthesegas enthaltenen Schlacketröpfchen gelangen aus dem Reaktor 2 in die Zwischenleitung 3 und werden dort derart abgekühlt, daß sie zu Schlackekörnern erstarren, die unterhalb des Abzweiges 4 in einen Trichter 7 fallen, um von dort in den unteren Abschnitt des Behälters 30 zu gelangen, wo sie ausgetragen werden.The synthesis gas arrives from the reactor 2, which is provided with a lining into an intermediate line 3 formed by a container 30, which has a branch 4 to another Derivation 13 forms, which is angled to the intermediate line 3 is located. The slag droplets contained in the synthesis gas escape the reactor 2 in the intermediate line 3 and are cooled there so that they solidify to form slag grains, which are placed below branch 4 in a funnel 7 fall to get from there to the lower portion of the container 30 where they be carried out.

Der obere Teil des Behälters 30 ist mit Rohren 31 ausgekleidet, die sich über einen geraden Abschnitt 31a und einen gewölbten Abschnitt 31b erstrecken, wobei der letztgenannte in eine Ringleitung 32 mündet, der über die Leitung 33 das Kühlmittel zuführt.The upper part of the container 30 is lined with pipes 31 which extend over a straight section 31a and a curved section 31b, the latter opening into a ring line 32 which, via line 33, is the Supplies coolant.

Nach Aufnahme eines Teils des Wärmeinhaltes des Synthesegases und Abkühlen der darin befindlichen Schlacketröffchen bis diese erstarrt sind, wird das Kühlmittel über eine Ringleitung 34 gesammelt und bei 35 abgezogen.After absorbing part of the heat content of the synthesis gas and Cooling of the slag troughs located therein until they have solidified the coolant is collected via a ring line 34 and withdrawn at 35.

Die Zuleitung 33 und die Ableitung 35 sind vorzugsweise Teile eines Wärmetauschersystems, wobei das Kühlmittel im Kreislauf durch die Rohre 31 und den nicht dargestellten Austauscher außerhalb der Vorrichtung im Kreislauf fließt.-Statt wie vorstehend beschrieben, kann das Kühlmittel über die Leitungen 35,34 den unteren Enden der Rohre 31 zuerst zugeführt werden, um dann in diesen aufwärts zu steigen und und über die Leitungen 32,33 abgezogen zu werden.The supply line 33 and the discharge line 35 are preferably parts of one Heat exchanger system, the coolant in the circuit through the tubes 31 and the Exchanger, not shown, flows outside the device in the circuit As described above, the coolant can via the lines 35,34 the lower Ends of the tubes 31 are fed first, in order then to rise in these upwards and and to be withdrawn via lines 32, 33.

Das von den Schlacketröpfchen und -körnern befreite Synthesegas gelangt über die Ableitung 13 in einen weiteren Wärmetauscher 21, in dem das Synthesegas seinen Wärmeinhalt noch weitergehend abgibt.The synthesis gas freed from the slag droplets and grains arrives Via the discharge line 13 into a further heat exchanger 21 in which the synthesis gas releases its heat content even further.

Wie auch bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent werden die flüssigen Schlacketröpfchen in dem Synthesegas noch vor Auftreffen auf Wände und Leitungen soweit abgekühlt bzw. werden sie beim Auftreffen auf derartige Teile abgekühlt, daß ein vollständiges Ausbringen der Schlacke aus dem Synthesegas möglich ist. Sollten dennoch Schlackenteile sich in unerwünschtem Maße an den Wandungen und Rohren der Leitung 3 festsetzen, so kann zusätzlich zu der indirekten Kühlung mittels der Rohre 31 eine direkte Kühlung dadurch erfolgen, daß, wie in Fig. 2 dargestellt ist, eine Ringleitung 35 parallel zu der Ringleitung 32 angeordnet ist, aus der nach unten Kühlmittel in die Mitte des Querschnitts des Synthesegasstromes eingesprüht wird. Statt dieser Ringleitung 35 können auch Sprührohre Anwendung finden, wie sie das Hauptpatent zum Einsprühen von Kühlflüssigkeit in den Synthesegasstrom vorsieht.As with the device according to the main patent, the liquid Slag droplets in the synthesis gas before they hit walls and pipes cooled down to the extent that they are cooled down when they hit such parts, that a complete discharge of the slag from the synthesis gas is possible. Should nevertheless slag parts are to an undesirable extent on the walls and pipes of the Fix line 3, so can in addition to the indirect cooling by means of the pipes 31 a direct cooling take place in that, as shown in Fig. 2, a Ring line 35 is arranged parallel to the ring line 32, from the downward Coolant is sprayed into the middle of the cross section of the synthesis gas stream. Instead of this ring line 35, spray pipes can also be used, as they do Provides main patent for spraying cooling liquid into the synthesis gas stream.

Die Verbindung der direkten und der indirekten Kühlung gewährleistet ein vollständiges Ausbringen der Schlacke aus dem Synthesegasstrom. Zum Nutzbarmachen der Wärme des Synthesegases wird man, wenn dies möglich ist, der ausschließlichen indirekten Kühlung den Vorzug vor der direkten Kühlung durch Einsprühen des Kühlmittels geben.The connection of direct and indirect cooling is guaranteed a complete discharge of the slag the synthesis gas stream. In order to utilize the heat of the synthesis gas, one will, if this is possible, the exclusive indirect cooling is preferred to direct cooling by spraying of the coolant.

Man hat es jedoch in der Hand, entweder einem vollständigen Ausbringen der Schlacke aus dem Synthesegas oder aber der Wiedergewinnung des Wärmeinhaltes aus Synthesegas den Vorzug zu geben.However, you have it in your hand, either a full deployment the slag from the synthesis gas or the recovery of the heat content to give preference from synthesis gas.

Claims

P a t e n t a n t a n p r ü c h e 1. Device for cleaning through Chemical coal gasification produces synthesis gas from slag, which is the reactor leaving synthesis gas is spontaneously cooled to a temperature at which the airworthy liquid slag droplets in the synthesis gas into solid slag grains passed, according to patent (patent application P 25 56 370.6), with a feeding device for the coolant above a perpendicular or approximately perpendicular Section of the gas duct, characterized in that the wall of the perpendicular or an approximately perpendicular section of the gas guide line (3) with coolant leading pipes (31) is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Wall lining pipes (31) have a straight (31a) and a curved (31b) longitudinal section have, which extends over the upper region of the gas guide line (3).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that one or more coolant spray tubes in the pipes (31) of the gas guide line carrying coolant (36) are adjacent.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the pipes (31) of the gas duct (3) are part of a steam generating system form.