DE2654662B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Kohlestaub in einen Flugstromvergaser - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Kohlestaub in einen Flugstromvergaser

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Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 54 664) wird der Kohlestaub unmittelbar aus der mit Dampf als Fluidisiergas gebildeten Wirbelschicht nach unten zum Vergasungsraum abgezogen. Hierbei können sich an der Abziehstelle Störungen und Verstopfungen des Wirbelbetts ergeben, so daß der Kohlestaub in unzureichender Menge und unregelmäßiger Verteilung abgezogen wird. Außerdem ergibt sich ein Abziehen einer rejativ großen Menge von Fluidisiergas und dessen Überführung in den Vergaser, so daß die Reaktionstemperaturen im Vergaser für eine effektive Umsetzung zu tief werden können.
Aus der GB-PS 8 03 234 ist es bekannt, Kohle- und Koksstaub, welch letzterer aus dem Produktgas stammt, aus einem Wirbelschichtbehälter mit Dampf oder CO2 zu einem Vergaser zu überführen. Auch hierbei geschieht das Abziehen unmittelbar aus der Wirbelschicht Außerdem handelt es sich hier zum Teil um die Rückführung eines relativ kleinen Teils des in den Vergaser der unter 20 atü oder mehr betrieben wird, erneut einzubringenden, mit einem Zyklon von dem erzeugten Gas abgetrennten Koksstaub.
Schließlich ist in der DE-AS 12 28 742 beschrieben, ein Verfahren zum Überführen eines feinverteilten, festen Brennstoffes aus einem Raum gewöhnlichen Druckes in einen unter ei höhten Druck, vorzugsweise zwischen 20 und 35 atü stehenden, der Vergasung des Brennstoffes in der Schwebe mit Sauerstoff und ggfs. Wasserdampf dienenden Raum, wobei der unter Normaldruck stehende Brennstoff aus einem Vorratsbunker mittels eines Sektors, eines pneumatischen Druckstofförderers od. dgl. einem auf einen über dem Betriebsdruck des Vergasers verdichteten Gasraum aufgegeben wird, wobei der Brennstoff nach Zugabe der noch erforderlichen Menge an Reaktionsmedien zusammen mit dem Trägergas (Inertgas, Stickstoff oder Luft) in die Vergasereinrichtung eingeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überführung von Kohlestaub vom Wirbelschichtbehälter zum Vergaser in genügend hoher Kohlestaubkonzentration und unter Mitüberführung von möglichst wenig Fördergas zu bewerkstelligen.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Maßnahmen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.
Die Kohlestaubvergasung unter erhöhtem Druck, z. B. bei 30 at oder mehr, ist vorteilhaft, da der Vergaser in diesem Fall kompakter ist und die erzeugten Gase unter hohem Druck verfügbar werden. Der Druck im Wirbelschichtbehälter soll dem Druck im Vergaser möglichst nahekommen, um beim Eindringen des Kohlestaubs in den Vergaser nicht gleichzeitig eine
J5 große Druck- und Temperaturdifferenz überwinden zu müssen. Die Überführung des Kohlestaubs in den Vergaser geschieht in einem Zustand, in dem sich der Kohlestaub in dem Trägergas verteilt befindet. Der Strom von feinverteiltem Kohlestaub in den Vergaser ist für den ordnungsgemäßen Ablauf des Vergasungsprozesses vorteilhaft. Das sauerstoffhaltige, die Vergasung stützende Gas kann in den meisten Fällen wegen der Entzündungsgefahr nur in oder nahe bei dem Vergaser mit dem Kohlestaub zusammengebracht werden. Aus diesem Grunde wird als Fluidisierungsgas häufig ein inertes Gas oder ein Gas, das wenig oder keinen Sauerstoff enthält, verwendet, z. B. Dampf, Stickstoff, Kohlendioxid oder das erzeugte Gas selbst.
Der Begriff »Kohlestaub« schließt jede Art von
so feinverteiltem Festbrennstoff, der für eine Vergasung in Frage kommt, ein, z. B. auch feinverteilte Braunkohle, Holzmehl und dergleichen. »Vergasung« ist die Umsetzung von Brennstoff mit einer unterstöchiometrischen Menge an Sauerstoff. Zusätzlich zu Sauerstoff oder Luft kann Dampf in den Vergaser eingeblasen werden, der teilweise in Wasserstoff umgesetzt wird. Staubförmige Festbrennstoffe werden sowohl für Vergasungsprozesse, bei denen der Brennstoffstaub und der Sauerstoff zur Ausbildung einer Flamme in einen Vergaser eingeblasen werden, als auch für Vergasungsprozesse verwendet, bei denen der Brennstoff bei niedrigerer Temperatur in einem Fließbett mittels heißer Gase vergast wird. Insbesondere bei diesen Prozeßarten kann es dazu kommen, daß der Druck im Vergaser in ziemlich weiten Grenzen schwankt.
Der Begriff »Wirbelschicht« bezeichnet alle Arten der Fluidisierung von staubförmigen Brennstoffen, bei
denen der Staub in einem Raum unter dem Einfluß eines durch diesen Raum strömenden Gases steht Dabei ergibt sich eine Expansion und ein freier Fließzustand des Staubes.
Bei der Erfindung wird der Kohlestaub in einer Weise abgezogen, daß sich, insbesondere in der unmittelbaren Nähe der Abziehstelle, keine Störung der Wirbelschicht mehr ergibt Der Kohlestaub wird von der Wirbelschicht an einer Stelle abgezogen, an der die Wirkung des Fluidisiergases maximal ist Da die Leitung zur Überführung des Kohlestaubs zum Vergaser außerhalb der Wirbelschicht liegen kann, stört sie die Kohlestaubfluidisierung nicht Da das Trägergas vor Erreichen des Abziehstutzens keine oder keine nennenswerte Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Fluidisierung aufweist, wird diese praktisch nicht gestört Die Strömungsrichtung des Trägergases kann parallel oder im wesentlichen parallel zur Anströmplatte des Wirbelschichtbehälters verlaufen, und .lie Überführungsieitung zum Vergaser kann nahe bei oder ganz unterhalb des Anströmbodens angeordnet sein.
Bei der Erfindung hat der Trägergasstrom einen Ejektor-Effekt und beschleunigt hierdurch den abzuziehenden Kohlestaub. Es ergibt sich ein Strom von verteilten Kohlestaubpartikeln in der Überführungsleitung zum Vergaser, wobei dieser Strom den Kohlestaub in konzentrierter Form enthält. Als Trägergas kann das gleiche oder ein ähnliches Gas wie das FluJisiergas verwendet werden. Das Fluidisiergas wird üblicherweise getrennt vom Kohlestaub aus dem Wirbelschichtbe- w hälter abgezogen.
Die Förderleitung zum Vergaser wird am Abziehstutzen so dimensioniert daß sich eine möglichst homogene Verteilung des Kohlestaubs im Trägergas ergibt. Der Abziehstutzen selbst ist vorzugsweise so ausgebildet, daß der Kohlcstaub dort weniger als 250 ms, vorzugsweise weniger als 100 ms, verweilt. Hierdurch wird verhindert, daß Kohlestaub, der schlechte Fließeigenschaften besitzt, in dem Abziehstutzen verbäckt, wodurch eine inhomogene Kohlestaubverteilung im Trägergas und möglicherweise sogar Verstopfungen auftreten könnten. Die Zuführungsleitung für das Trägergas zum Abziehstutzen ist vorzugsweise relativ dünn, so daß sich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Die Zuführungsleitung kann in einem kurzen Abstand vor der Förderleitung enden, wodurch sich ein guter Ejektor-Effekt und ein Mitreißeii eines großen Anteils an Kohlertaubteilchen in der Tragergasströmung ergibt.
Vorzugsweise hat das Trägergas an der Abzugsstelle eine Strömungsgeschwindigkeit von 3 bis 50 m/s, vorzugsweise zwischen 10 und 30 m/s. Dieser Geschwindigkeitsbereich ist in den meisten Fällen zum Mitreißen der Kohlestaubteilchen hoch genug und andererseits nicht so hoch, daß die mechanischen Eigenschaften der Vorrichtung ein erns'hartes Hindernis werden.
Die vom Wirbelschichtbehälter abgezogene Kohlestaubmenge kann durch Änderung der Druckdifferenz zwischen dem Wirbelschichtbehälter und dem Vergaser, durch Variieren der Strömungsgeschwindigkeit des Fluidisiergases im Wirbelschichtbehälter oder durch Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit oder der Menge des Trägergases variiert werden. Die erstgenannte Regelung ist allerdings wegen der großen Volumina des Wirbelschichtbehälters und des Vergasers im allgemeinen relativ langsam. Vorzugsweise wird in Weiterbildung der Erfindung die Trägergasmenge in Abhängigkeit von der zum Flugstromvergaser strömenden Kohlestaubmenge geregelt was eine sogenannte Rückkoppelungs-Regelung darstellt Ein Vorteil liegt darin, daß die Druckdifferenz zwischen dem Wirbel· schlchtbehälter und dem Vergaser unabhängig vom Kohlestaubdurchsatz geregelt werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Kohlestaubdurchsatz weniger von der zufälliger momentanen Druckdifferenz zwhchen dem Wirbelschichtbehälter und dem Vergaser abhängig ist als in dem Fall, wo der Kohlestaub mit einer geringen Geschwindigkeit überführt wird.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorzugsweise zwischen dem Wirbelschichtbehälter und dem Flugstromvergaser eine im wesentlichen konstante, gegenüber den möglichen Druckschwankungen im Flugstromvergaser große Druckdifferenz aufrechterhalten. Dies führt zu einer Minimierung des Einflusses der Druckschwankungen im Flugstromvergaser auf die pro Zeiteinheil überführte Kohlestaubmenge.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens. Der gasdurchlässige Anströmboden, der keinen Durchtritt von Kohlestaub erlaubt stellt eine gleichmäßige Verteilung des Fluidisiergases über den gesamten Querschnitt des Wirbelschichtbehälters im Fluidisierbereich sicher. Vorzugsweise fällt die Richtung der Zuführungsleitung für den Trägergasstrom mi; der Abzugsrichtung vollständig oder im wesentlichen zusammen. Es können auch mehrere Stutzen mit Zuführungs- und Abzugsleitungen vorhanden sein.
Weitere Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 6 und 7.
Das Trägergas kann ein beliebiges Gas sein; es soll jedoch keinen Sauerstoff enthalten. Das Trägergas wird vor seiner Einführung in den Abziehstutzen auf die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit gebracht, beispielsweise mit Hilfe eines Kompressors.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert.
Die Figur zeigt eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung für die Vergasung von Kohlestaub gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der Figur ist ein Fluidisier-Behälter 1 und ein Vergasungs-Reaktor 2 mit einem Zyklon 3 für die Trennung von Ruß und Asche vom erzeugten Gas dargestellt. In dem Fluidisier-Behälter 1, der im wesentlichen die Form eines aufrechten Zylinders hat, ist in einigem Abstand oberhalb des Bodens 4 eine horizontale, durchlässige (poröse) Platte 5 angeordnet, die sich über den gesamten Durchmesser des Behälters erstreckt und diesen in ein erstes Abteil 6 für die Fluidisierung des Kohlestaubs und in ein zweites Abteil 7 für die Verteilung des Fluidisierungsgases über den gesamten Durchmesser des Behälters 1 und Zuführung durch die poröse Platte 5 abteilt Im Deckel 8 des Behälters 1 ist ein Einlaß 9 fur den Kohlestaub und im Boden 4 des Behälters 1 ein Einlaß 10 für das Fluidisiergas angebracht. Ein Auslaß 11 für das Fluidisiergas findet sich im Deckel 8 des Behälters 1.
Unmittelbar unterhalb der porösen Platte 5 ist ein Abziehstutzen 12 angebracht, der oben offen ist. An die Seitenwandung des Abziehstutzens 12 ist ein Stutzen 13 angeschlossen, der mit einer Leitung 14 verbunden ist die unterhalb der porösen Platte 5 angeordnet ist. Diese Leitung 14 verläuft bei Punkt 15 durch die Wandung des Behälters 1 und führt zu einem Brenner 16 im Boden des Vergasungs-Reaktors 2. Diametral gegenüber dem
Stutzen 13 angeordnet mündet eine Leitung 17 für die Zufuhr von inertem Trägergas in den Abziehstutzen 12.
Der Vergasungs-Reaktor 2 weist einen vertikalen, relativ langen Reaktor-Spaltraum 18 mit einer feuerfesten Auskleidung 13 und ein«, ICühlzone 20 im oberen Bereich des Reaktors 2 auf. Der Brenner 16 ist weiternin mit einem Lufteinlaß 21 versehen. Die Kühlzone 20 ist zwischen dem Reaktor 2 und dem Zyklon 3 angeordnet und mit einem Einlaß 22 für Niederdruckdampf versehen. Der Zyklon 3 weist einen Gasauslaß 23 und eine Aschen-Ausräumeinrichtung 25 auf, die mit dem Aschen-Raum 24 verbunden ist.
Die dargestellte Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Kohlestaub wird in den Behälter 1 über den Einlaß 9 eingeführt und mittels eines Fluidisiergases, das über den Einlaß 10 zugeführt wird, zur Bildung eines Fließbettes 29 fluidisiert. Vom Abziehstutzen 12, der in offener Verbindung mit dem Fließbett 29 steht, werden Kohlepartikel mit hoher Geschwindigkeit zu dem Reaktor 2 in einer Strömung von Trägergas gefördert. Im Reaktor 2 werden die fluidisierten Kohlepartikel aus dem Brenner 16 mit der Verbrennungsluft vermischt und wandern während des Reaktionsablaufes mit der Verbrennungsluft nach oben. Nach einer bestimmten VerweiJzeit, nach der eine Vergasung der Kohlepartikel erfolgt ist, tritt die heiße Reaktionsmischung in die Kühlzone 20 ein, wo durch Vermischung mit Dampf eine Kühlung bewirkt wird. In dem Zyklon 3 werden die Asche und der Ruß anschließend aus dem erzeugten Gas entfernt
Die Erfindung wird anschließend anhand von drei Ausführungsbeispielen noch näher beschrieben.
Beispiel 1
In einem vertikal angeordneten zylinderförmigen Fluidisier-Behälter mit einem Durchmesser von 150 mm ist eine Platte aus Sintermetall in einer horizontalen Lage in der Nähe des Bodens des Behälters angeordnet. In der Mitte dieser Platte ist ein zylindrischer Abziehstutzen mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Tiefe von 21 mm vorgesehen. In dem Abziehstutzen sind längs einer Linie parallel zu der gesinterten Platte in einer Tiefe von 13 mm diametral einander gegenüberliegend ein Trägergasauslaß, der mit einer Trägergasleitung verbunden ist, und ein Stutzen mit einem Durchmesser von 5 mm angeordnet. Der Stutzen ist über ein 10 mm langes Verbindungsteil an eine Leitung angeschlossen, die einen Durchmesser von 3.9 mm aufweist und die sich über eine Länge von 4,7 m zu einem Durchmesser vcn 2,5 mm verengt
Mit Hilfe von Stickstoff, der unter der gesinterten Platte zugeführt wird, wird eine Menge von puderförmigem Kohlestaub (mit einem Anteil von 15Gew.-% an Partikeln, die größer als 90 μπι sind) in den Raum über dieser Platte fluidisiert Die Anwendung einer Trägergas-Strömung von 800 Nl/h und ein Druckabfall längs der 4,7 m langen Leitung von 2,1 atm (absolut) auf 1,0 atm (absolut) erzeugt einen Strom fluidisierten Kohlestaubes von 12 kg/h mit einer Dichte von 2,7 kg Kohle/m3 Gas, gemessen am Ende dieser Leitung.
Wenn eine Leitung von 4 m Länge und 5 mm Durchmesser angewendet wird, dann wird bei einer Trägergasströmung von 100 Nl/h und einem Druckabfall längs der 4 m langen Leitung vor. 2,0 Htm (absolut) auf 1,0 atm (absolut) ein fluidisierter Kohlestaub-Strom von 155 kg/h Kohle mit einer Belastung von 130 kg/m3 Gas erzielt (gemessen am Ende der Leitung).
,„ Beispiel 2
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein zylindrischer Bunker mit einem Durchmesser von 3 m verwendet, der an seinem Boden einen kegelstumpfförmigen Teil mit einem öffnungswinkel von 60° und einen kleinsten
π Durchmesser von 0,5 m an seinem unteren Ende aufweist. An diesem unteren Ende ist eine horizontal angeordnete Platte aus Sintermetall vorgesehen, die den Bunker von einem zylindrischen Behälter abtrennt, der unter der Platte angeordnet ist und in den Fluidisiergas eingeführt wird. Im Zentrum dieser Metallplatte ist ein zylinderförmiger Abziehstutzen mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Tiefe von 125 mm vorgesehen, dessen oberer Rand 25 mm über die obere Fläche der gesinterten Platte herausragt.
In dem Abziehstutzen sind in einer Tiefe von 75 mm unter der oberen Kante diametral einander gegenüberliegend angeordnet ein Trägergasauslaß mit einem Durchmesser von 10 mm und ein Stutzen mit einem Durchmesser von 55 mm angeordnet Die Leitungen,
jo die mit diesen beiden öffnungen verbunden sind, liegen in einer Achse. Der Stutzen verengt sich allmählich zu einer Leitung, die 12 m lang und 35 mm im Durchmesser
Oberhalb der gesinterten Platte wird Kohlestaub (mit
Γι einem Anteil von 15 Gew.-% an Partikeln, die größer als 90 μηι sind) unter einem Stickstoffdruck von 20 atm (absolut) fluidisiert. Bei einem Trägergasstrom von 56 NmVh und einem Druckabfall über der Länge der 2 m Leitung von 2,0 atm (absolut) wird ein Kohlestaubstrom von 9,7 t/h bei einer Kohlebelastung des Stickstoffs von 580 kg/m3 Gas erzielt, gemessen beim Einlaß der Leitung.
Beispiel 3
4ϊ Die Regelung des Kohlestaub-Stroms von dem Behälter zu dem Reaktor bei der in Beispiel 2 beschriebenen Anordnung wird, wenn der Stutzen mit einer 6 m langen Leitung von 35 mm Durchmesser verbunden ist ausgeführt durch Regelung des soge-
V) nannten Sollwertes der Trägergas-Strömungsregelung über eine Messung des Kohlestaubdurchsatzes.
Wenn der gewünschte Durchsatz 201 Kohlestaub pro Stunde mit einem Druckabfall von 5.0 atm längs der Leitung zwischen dem Behälter und dem Reaktor beträgt, können Schwankungen in diesem Druckabfall zwischen 4,5 und 5,5 atm kompensiert werden mit Trägergasströmungen zwischen 37 und 243 Nm3 pro Stunde. Die Kohlestaubbelastung am Stutzen schwankt hierdurch zwischen 497 und 660 kg/m3 Gas. Der Druck in dem Behälter bleibt in der Zwischenzeit bei 20 atm.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Zuführen von Kohlestaub in einen Flugstromvergaser, bei dem der Kohlestaub in einen besonderen, unter Drnck stehenden Behälter aufgegeben und mit einem von unten zugeführten Fluidisiergas verwirbelt wird, daraus abgezogen und über eine Leitung zum Brenner des Flugstromvergasers geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlestaub unterhalb des Anströmbodens der Wirbelschicht durch einen senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zur Wirbelgas-Strömungsrichtung zu- und abgeführten Trägergasstrom ejektorartig abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas eine Strömungsgeschwindigkeit an der Abzugsstelle von 3 bis 50 m/s, vorzugsweise zwischen 10 und 30 m/s, hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergasmenge in Abhängigkeit von der zum Flugstromvergaser strömenden Kohlestaubmenge geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wirbelschichtbehälter und dem Flugstromvergaser eine im wesentlichen konstante, gegenüber den möglichen Druckschwankungen im Flugstromvergasar große Druckdifferenz aufrechterhalten wird.
5. Wirbelschichtbehälter zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem gasdurchlässigen Anströmboden, unterhalb dem der Fluidisiergaseinlaß und oberhalb dem die Kohlestaubzuleitung angeordnet sind und der einen Abziehstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stutzen (13) seitlich eine Zuführungsleitung (17) für einen Trägergasstrom und dieser gegenüber die Förderleitung (14) angeschlossen ist.
6. Wirbelschichtbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmboden (5) eine poröse Platte ist.
7. Wirbelschichtbehälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelschichtbehälter unter einem höheren Druck steht als der nachgeschaltete Flugstromvergaser (2).
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SU (1) SU644392A3 (de)
ZA (1) ZA767196B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3327743A1 (de) * 1982-08-25 1984-03-08 Hitachi, Ltd., Tokyo Verfahren zum vergasen von kohle
DE3504593A1 (de) * 1984-02-10 1985-11-21 Hitachi Engineering Co., Ltd., Hitachi, Ibaraki Verfahren und vorrichtung zum foerdern von kohle in einem mit kohlevergasung integrierten kraftwerk

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2702693C3 (de) * 1977-01-24 1982-02-04 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Vorrichtung zur Durchführung chemischer und/oder physikalischer Prozesse
DD147188A3 (de) * 1977-09-19 1981-03-25 Lutz Barchmann Verfahren und vorrichtung zur druckvergasung staubfoermiger brennstoffe
DE2839417A1 (de) * 1978-09-11 1980-03-20 Schoppe Fritz Dosierbehaelter fuer kohlenstaubtanks
DE2850103C2 (de) * 1978-11-18 1982-02-11 Bergwerksverband Gmbh Verfahren zum Inertisieren einer kontinuierlichen Koksofenfülleinrichtung
US4282010A (en) * 1979-07-17 1981-08-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fluidized bed injection assembly for coal gasification
US4391611A (en) 1981-03-05 1983-07-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Gasification system
EP0063629B1 (de) * 1981-04-29 1986-10-01 Ruhrkohle-Carborat GmbH Kohlenstaubeintrag
DE3117618C2 (de) * 1981-05-05 1985-10-31 Gewerkschaft Sophia-Jacoba Steinkohlenbergwerk, 5142 Hückelhoven Vorrichtung zum Zuführen von Brennstoffstaub in eine fluidisierte Staubgutsäule
US4369045A (en) * 1981-07-29 1983-01-18 Institute Of Gas Technology Fluidized bed gasification process with agglomerated solids removal
DE3136645A1 (de) * 1981-09-16 1983-03-24 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur dosierung von, insbesondere backenden,brennstoffen in einen wirbelschichtreaktor sowie verfahren zum betreiben einer solchen vorrichtung
JPS58164692A (ja) * 1982-03-25 1983-09-29 Babcock Hitachi Kk ロツクホツパによる石炭安定供給法
CA1208258A (en) * 1982-06-23 1986-07-22 Bernardus H. Mink Process for conveying a particulate solid fuel
DE3317404A1 (de) * 1983-05-13 1984-11-22 Ruhrkohle-Carborat GmbH, 4152 Kempen Kohlenstaubbrenner
JPH0633370B2 (ja) * 1984-11-09 1994-05-02 株式会社日立製作所 石炭ガス化発電プラント
WO1986002912A1 (en) * 1984-11-14 1986-05-22 University Of Queensland A particulate solid feeding device
US5092984A (en) * 1989-12-29 1992-03-03 Institute Of Gas Technology Pyrolysis of coal
HU9201539D0 (en) * 1990-09-11 1992-08-28 Kortec Ag Method and device for gasifying gasifiable materials and/or transforming gas as well as heat exchanger of high temperature for executing said method
ES2247697T3 (es) * 1997-06-06 2006-03-01 Texaco Development Corporation Control de flujo de oxigeno para gasificacion.
US20060165582A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Brooker Donald D Production of synthesis gas
DE202005021660U1 (de) 2005-10-04 2009-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur geregelten Zufuhr von Brennstaub in einem Flugstromvergaser
US8357216B2 (en) * 2009-04-01 2013-01-22 Phillips 66 Company Two stage dry feed gasification system and process
US20110076116A1 (en) * 2009-09-29 2011-03-31 General Electric Company Solid fuel conveyance and injection system for a gasifier
CN103075741A (zh) * 2013-01-31 2013-05-01 佛山市沛沣科技有限公司 负压输送粉料燃烧系统
CN104444372B (zh) * 2013-09-24 2016-08-17 中国石油大学(华东) 一种粉体低能耗高压输送工艺

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2623815A (en) * 1945-11-23 1952-12-30 Standard Oil Dev Co Apparatus for gasifying carbonaceous fuel
US2557680A (en) * 1947-02-15 1951-06-19 Standard Oil Dev Co Fluidized process for the carbonization of carbonaceous solids
US2654664A (en) * 1948-04-05 1953-10-06 Consolidation Coal Co Gasification of carbonaceous solids
GB803234A (en) * 1953-07-28 1958-10-22 Gas Council Process for the gasification of solid carbonaceous material in suspension
BE554203A (de) * 1956-01-19
DE1129887B (de) * 1960-02-06 1962-05-17 Peters Ag Claudius Pneumatische Foerdervorrichtung fuer trockene staubfoermige oder feinkoernige Gueter
DE1136311B (de) * 1961-04-12 1962-09-13 Bayer Ag Vorrichtung zur Wiederaufgabe des Rostdurchfalles von Wirbelbetten
DE1189226B (de) * 1961-10-11 1965-03-18 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren zum UEberfuehren eines feinzerteilten festen Brennstoffes aus einem Raum gewoehnlichen Druckes in einen unter erhoehtem Druck stehenden Raum
US3380780A (en) * 1965-12-23 1968-04-30 Kenneth M. Allen Pneumatic conveying systems
US4017269A (en) * 1972-03-25 1977-04-12 Krupp-Koppers Gmbh Method and arrangement for gasifying finely divided fluidized solid combustible material
US3884649A (en) * 1973-10-29 1975-05-20 Inst Gas Technology Coal pretreater and ash agglomerating coal gasifier
DE2434526C2 (de) * 1974-07-18 1983-01-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V., 2501 's-Gravenhage Verfahren und Einrichtung zum Einführen feinzerteilten festen Brennstoffes in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsraum

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3327743A1 (de) * 1982-08-25 1984-03-08 Hitachi, Ltd., Tokyo Verfahren zum vergasen von kohle
DE3504593A1 (de) * 1984-02-10 1985-11-21 Hitachi Engineering Co., Ltd., Hitachi, Ibaraki Verfahren und vorrichtung zum foerdern von kohle in einem mit kohlevergasung integrierten kraftwerk

Also Published As

Publication number Publication date
DE2654662A1 (de) 1977-06-08
IT1064550B (it) 1985-02-18
BE848995A (fr) 1977-06-02
BR7608116A (pt) 1977-11-22
ZA767196B (en) 1977-11-30
DE2654662C3 (de) 1981-11-05
SU644392A3 (ru) 1979-01-25
DD127904A5 (de) 1977-10-19
JPS6141954B2 (de) 1986-09-18
AU2013776A (en) 1978-06-08
FR2333852A1 (fr) 1977-07-01
US4146370A (en) 1979-03-27
GB1562628A (en) 1980-03-12
CA1053981A (en) 1979-05-08
JPS5269405A (en) 1977-06-09
AU507174B2 (en) 1980-02-07
IN145559B (de) 1985-01-05
NL7514128A (nl) 1977-06-07

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