DE2659752A1 - Verfahren zur reduzierung des schwefelgehaltes von zu staub aufbereiteter kohle - Google Patents

Verfahren zur reduzierung des schwefelgehaltes von zu staub aufbereiteter kohle

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DE2659752A1 DE19762659752 DE2659752A DE2659752A1 DE 2659752 A1 DE2659752 A1 DE 2659752A1 DE 19762659752 DE19762659752 DE 19762659752 DE 2659752 A DE2659752 A DE 2659752A DE 2659752 A1 DE2659752 A1 DE 2659752A1
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Description

Dr.Ing.Ernst Schuster 5270 Gummersbach, den 30. 11. 1976
Höhest.. 21
Patentanmeldung
"Verfahren zur Reduzierung des Schwefelgehaltes von zu Staub aufbereiteter Kohle"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Schwefelgehaltes von zu Staub aufbereiteter Kohle mittels eigener oder fremder Vi arme energie durch Schnellent- und/oder -teilvergasung der Kohle.
Zum Schutz der Umwelt sind eine Rahe von behördlichen Auflagen erlassen worden, zu denen u. a. auch die Begrenzung des Auswurfes an Schwefeldioxid (SOp) gehört. Betroffen sind davon insbesondere die großen Feuerungsstellen, in denen Gas, Ol oder Kohle verbrannt werden wie z. B. Kraftwerke, die der Stromversorgung dienen oder Dampferzeuger in der Industrie zur Erzeugung von Prozeßdampf o. ä.
Gas, wie z. B. Erdgas, v/eist den geringsten Schwefelgehalt auf, da es.vor Eingabe in das Verteilnetz gereinigt und dabei auch entschwefelt wird. Leichtöle haben im allgemeinen auch nur geringe Schwefelgehalte, anders die schweren Heizöle, zu deren Entschwefelung
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auch schon Vorschlüge unterbreitet worden sind. So wurde z. ß. voi'geschlagen, das Öl vor der Verbrennung zu vergasen und das dabei entstandene Verp;asungsgas vor der Verbrennung zu entschwefeln. Das hat den Vorteil, daß nach der Vergasung eine geringere Gasmenge entschwefelt werden muß, als nach der Verbrennung.
Bei Kraftwerken mit Kohlefeuerunp;en hat man sich dagegen bisher auf die Entschwefelung der Rauchgase beschränkt, wozu auch eine Reihe von Verfahren entwickelt wurde bzw. sich in der Entwicklung befindet. Der Nachteil dieser Verfahren ist einmal, daß die zur Entschwefelung erforderlichen Anlagen so hohe Investitionen erfordern, daß sich die Kosten, der Stromerzeugung um mehr als 20 % erhöhen. Zum anderen können weitere Umweltprobleme entstehen, da bei den meisten dieser Verfahren Gips erzeugt wird. Mit steigender Zahl derartiger Anlagen wird der Absatz des Gipses - vienn überhaupt möglich - in der einschlägigen Industrie immer schwieriger werden. Schließlich wird man gezwungen sein, diesen Gips abzulagern.
Die Rauchgasentschwefelung ist ein Verfahren, das die Wirkung eines Vorganges zu beseitigen sucht, nicht aber die Ursache dieses Vorganges. Im allgemeinen ist es aber zweckmäßiger und wirtschaftlicherj die Ursache und nicht die V/irkung zu eliminieren. Ursache des Vorganges ist die Einführung eines mehr oder weniger großen Schwefelanteiles durch den .Brennstoff in eine Feuerung, wo der Schwefel mit Sauerstoff zu Schwefeldioxid umgesetzt und mit dem Rauchgas in die Atmosphäre abgeführt wird.
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Aus 1 kg Kohle entstehen bei der Verbrennung im allgemeinen ca. 9 ni' .Rauchgas, die zu entschwefeln sind. Es wäre wenip;er aufwendig, fände man Verfahren, die die Entschwefelung der Kohle vor der Verbrennung so weit ermöglichen, daß der in der Kohle verHeibende Schwefelrest bei der nachfolgenden Verbrennung nur zu Emissionswerten führt, die unterhalb der Grenzwerte liegen. Der Schwefel liegt in den Kohlen in unterschiedlichen Bindungen und Mengen vor. Neben dem organischen Schwefel in der Kohle enthält diese auch noch Pyrit-, Sulfit- und Sulfatschwefel, von denen ,jede bei hohen Temperaturen mit anderen Bestandteilen der Kohle oder dem Oxidationsmittel für die Verbrennung anders reagiert, anders abgebaut oder umgesetzt wird. Sogar eine Rückbildung aus durch Temperatureinwirkung entstehenden Schwefelverbindungen zu reinem Schwefel und dessen erneute Anlagerung in der Kohle bzw. des Verbrennungsrückstandes ist dabei möglich.
Der Schwefelgehalt in den Kohlen kann mehrere Prozente erreichen, im ßuhrgebiet z. B. beträgt der mittlere Schwefelgehalt der dort geförderten Kohlen ca. 1,1 y'o. Zur we it gehenden Entschwefelung ist es notwendig, den Schwefel der Kohle in eine Form zu überführen, z. B. in die Gasform, die es erlaubt, in bekannten Reinigungsverfahren die schwefelhaltigen Gasverbindungen zu entfernen und so umzusetzen, daß z. B. ScUwefelsäure gewonnen werden kann oder auch nur noch amorpheν Schwefel als Endprodukt verbleibt. Dieser feste Schwefel kann, soweit er in der einschlägigen Industrie nicht verwertet wird, abgelagert werden, z. B. in stillgelegten Bergwerken. Die Menge dieses Schwefels
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ist volumenmäßig sehr viel geringer, als z. B. die bei Rauchgasentschwefelung erzeugten Gipsmengen.
Zur weitgehenden .Reduzierung des Schwefels in festen Brennstoffen ist eine Temperaturanwendung unter bestimmten Randbedingungen notwendig. Daß bei Temperaturanwendung Schwefel aus dem Brennstoff ausgetrieben wird, ist bekannt. Da bisher aber nicht notwendig, hat man sich über die Randbedingungen zu optimalen Entschwefelung keine Gedanken gemacht. Es ist z. B. bekannt, daß bei der Kammerverkokung 20 bis 30 % des in der Kohle enthaltenen Schwefels mit dem erzeugten Gas abgeführt wird". Bei der Kammerverkokung wird eine ruhende Kohlenschicht von außen sehr langsam, ca. 3°/Minute, in 16 bis PA Stunden auf Temperaturen über 1000 0C aufgeheizt. Durch diene Wärmeeinwirkung werden aus der Kohle die flüchtigen Bestandteile ausgetrieben, die dann durch die aus der Kohleschüttung entstandene Koksschüttung zum Ausgang hindurchwandern muß. Auf diesem Weg werden durch den heißen Koks mit seinen Ecken und Kanten etc. und durch andere Einflüsse Anteile der flüchtigen Bestandteile wieder aufgespalten, wie z. B. Teer, Methan, aber auch der Schwefelwasserstoff. Die am Austritt der Kammerverkokung bestimmte Zusammensetzung der flüchtigen Bestandteile entspricht damit nicht mehr ihrer Ursprungszusammensetzung. Dies wäre bezüglich der Entschwefelung der Kohle nicht von Bedeutung, wenn sich nicht auch der Schwefelwasserstoff bei seinem Weg durch die Koksschicht zersetzen und dabei Schwefel, der bereits aus der Kohle entnommen war, wieder im Koks abgelagert würde. Daher kommt es auch, daß bei der Kammerverkokung der Schwefelgehalt des erzeugten Kokses oft nahezu gleich hoch ist, wie der der eingesetzten"Kohle. Ein solcher Koks ließe
8 0 9 8 2ψ/0 4 4 9
~*~g 2859752
sich, ζ. B. in der Feuerung eines Dampferzeugers, nicht allein verbrennen, da er praktisch die gleichen Schwefelmengen im Rauchgas abführen würde, wie die Kohle auch.
Versuche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung haben sogar ergeben, daß es unter bestimmten Bedingungen möglich ist, den gesamben aus der Kohle entzogenen Schwefel wieder im Koks anzulagern, no daß dessen Schwefelgehalt wegen des geringeren Koksgewichtes prozentual erheblich über dem Schwefe!gehalt der Kohle liegen kann.
Daraus ergibt sich die Überlegung, daß es nützlich wäre, anstelle der Erzeugung stückigen Kokses die Erzeugung von Koksstaub aus gemahlener Kohle einzusetzen, das Austreiben der flüchtigen Bestandteile aus dem Kohlenstaub so schnell ablaufen zu lassen, daß eine Zersetzung von Schwefelwasserstoff nicht erfolgt und schließlich eine rasche Trennung von erzeugtem Koksstaub und Gas durchzuführen. Die weiter anzustellende Überlegung ist die, daß bei der Verbrennung von einem kg Kohle - wie schon erwähnt im allgemeinen ca. 9 1% Rauchgas je kg Kohle entstehen, die zu entschwefeln wären. Würde man dagegen nur eine Entgasung und gegebenenfalls eine Teilvergasung durchführen, wie in der vorliegenden Erfindung beschrieben, wären nur etwa 0, 7 bis 1,4- Kr Gas je kg Kohle von den Schwefelverbindungen zu reinigen. Es ist auch bekannt, Kohle vollständig zu vergasen, das Vergasungsgas zu entschwefeln und dieses Gas- dann anstelle von Kohlen zu verbrennen. Abgesehen davon, daß bei der Vergärung die Backfähigkeit der Kohlen Schwierigkeiten bereitet, entstehen bei der vollständigen Vergasung der Kohlen
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7.
mit Luft aus 1 kg Kohlenstoff immer noch ca. 5,4 nc Vergasungsgas, bei Vergasung mit reinem Sauerstoff
■z
ca. 1,9 nu und bei der Vergasung mit Wasserdampf ca. 3,7 nc. Die beträchtlichen Kosten des Sauersboffes sollte man deibei nicht übersehen. Diese Gasmengen sind zwar schon beträchtlich niedriger, als die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgasmengen, jedoch erhebt sich dabei die Frage, ob es im Kraftwerk zur Einhaltung der Emissionswerte notwendig ist, den festen Brennstoff vollsbändig zu vergasen. Abgesehen von anderen Randbedingungen im Kraftwei'k Entkoppelarkeit von Gas- und Stromerzeugung, Kopplung des Gasturbinen- und Dampfturbinenprozesses etc. - führen weitere Überlegungen zu dem Ergebnis, daß zur ausreichenden Entschwefelung der Kohle die Entgasung und ggf. noch eino zusätzliche Teilvergasung ausreichen, wobei der Grad der Teilvergasung, z. B. 10 - 50 %, den Regulator für den mit dem Koksstaub in die Feuerung eingebrachten Schwefel darstellt. Das in der Gasturbine und/oder im Dampferzeuger zu verbrennende und durch Entgasen und Teilvergasen aus der Kohle gewonnene Gas ist ja vorher entschwefelt worden. Abhängig vom Verfahren der Entgasung und der Teilvergasung fällt dann eine Gasmenge zur Entschwefelung an, die erheblich niedriger ist, als die bei den Verfahren zur vollständigen Vergasung.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren aufzuzeigen, das es ermöglicht, Kohlen vor der Verbrennung in wirtschaftliche.!· Weise so wöit zu entschwefeln,
daß die z. B. in einem Kraftwerk emittierte SO^-Menge unterhalb der zulässigen Grenzwerte bleibt und damit eine Rauchgasentschv/efelung überflüssig wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Reduzierung den Schwefelgehaltes von zu Staub aufbereiteter gegebenenfalls voroxidierter Kohle mittels eigener oder fremder Wärmeenergie durch Schnellent- und/oder Schnellteilvergasung der Kohle vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der auf kleiner 0,1 mm gemahlene und gegebenenfalls in 1 bis 4 s bei 350 - 4-[3O 0G voroxidierte Kohlenstaub direkt durch auf über 1000 0C erhitztes Heiz- bzw. Trägergas oder durch Teilverbrennung der Kohle mit Luft oder Sauerstoff mit Aufheizgeschwindigkeiten
?» 20000 °C/min. oder indirekt durch gasförmige, flüssige oder in Wirbelzustand befindliche Wärmeträger mit Aufheizgeschwindigkeiten < 20000 °C/min. auf eine Reaktionstemperatür von 700 bin 1100 C gebracht und 1 bis 6 π bei einem Druck von 1 bis 15 bar bis zur Trennung von Koksstaub und Gas belassen und bei Übersteigen eines HpS-Gehaltes von 0,3 YoI. % (unter Normaldruck) im Mischgas (Entgasungs- und/oder Teilvergasungsgas und gegebenenfalls Heiz- bzw. Trägergas) am Ende des Reaktionsraumes, die Aufenthaltszeit im Reaktionsraum verkürzt wird.
Bei der Zerkleinerung der Kohlen, z. B. durch Feinmahlung, wird gleichzeitig auch die Trocknung durchgeführt. Die Mahlfeinheit kann der üblichen bei der Verbrennung von Kohlenstaub angewandten entsprechen, jedoch auch feiner sein, in allen Fällen werden die Grobanteile über 0,1 mm aus dem Korngemenge abgetrennt und zur Mühle zur weiteren Aufmahlung zurückgeführt. Der Aufmahlung kann eine Voroxidation des Kohlenstaubes mit sauerstoffhaltigen Gasen bei Temperaturen von 350 bis 450 0C in 1 bis 4- s folgen, der dann die Entgasung und/oder Teilentgasung angeschlossen ist. Durch die Temperatur- und gegebenen-
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falls Druckanwendung im Reaktionsraum zur Entgasung und Teilvergasung wird bei den dort angewandten Aufheizgeschwindif;keiten ein Kokskorn erzeugt, dessen innere und äußere Oberfläciie um weit mehr als das iO-fache größer ist, als die des ursprünglichen Kohlenstaubkornes. Damit wird das Kokskorn außerordentlich reaktionsfähig, z. B. für die Verbrennung oder auch zur Koksstaub-Vergasung. Wc?iber sind im Kokskorn enthaltene Bestandteile, zum Beir-piel der Schwefel, den Keakbionspartinern mit "großer Af.finiti-il zum Schwefel sehr viel besser zugänglich als im Kohlekoi-n. Besonders hohe Affinität hat der bei der Entgasung aus der Kohle sowie der bei der Teilvex'gasung mit Wasserdampf im "Status nascenti" entstehende Wasserstoff.
Durch das bei der Entgasung entstehende Bildungswasser, die von der Kohle mitgebrachte feuchtigkeit sowie Teilverbrennung von Heizgas bzw. Kohle wird eine Wasserdampfmenge gebildet, die alleine schon u. U. eine ausreichende Teilvergasung des festen Koksstaubes bewirkt.
Die zur direkten Aufheizung des Kohlenstaubes von der Eintrittstemperatur auf die Reaktionstemperatur erforderliche Wärmemenge kann nach der Erfindung einmal aus einem Heizgas entnommen werden, das durch Voi·- wärmung und ggf. Teilverbrennung auf entsprechend hohe Temperaturen z. B. 1200 - 1600 0C gebracht wurde. Dazu kann ein Teil des bei der Ent- und/oder Teilvergasung entstandenen Gases im Kreislauf geführt werden, oder es können auch Heizgase eingesetzt-werden, die von einer fremden Energiequelle kommen, z. B. aus einem Gasnetz für Erdgas, Kokereigas, Gichtgas o. ä., die ebenfalls durch Vorwärmung z. B.
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sr-
auch durch Wärme aus Kernenerp;ie und gegebenenfalls Tei!verbrennung auf ein entsprechend hohes Temperaturniveau gebracht worden sind.
Im weiteren Ausbau der üiTindunc·; v.'ird daJior vor.fje— schlagen, daß bei direkter Wärmezufuhr durch Heizgas der Kohlenstaub axial im Strahl mit einer solchen Geschwindigkeit eingeblason und das Heizgas in gleichet· Höhe tangential durchmi.nder.tens zwei, über den Umfang des Reakbionsraumes mit einer Neigung von 10 bis JO °, vorzugsweise 15 °, zur V/aagerechten in Richtung des Kohlenstrahles angeordnete öffnungen mit einer solchen Geschwindigkeit eingeführt wird, daß die Staubkörner die Wand des lieaktionsraumes frühestens nach einem Weg von ca. 1,5m berühren.
Als v/eitere Köstlichkeit der direkten Wärmezufuhr wird nach der Erfindung ein Teil des in den Heaktionsrauui eingeführten Kohlenstaubes unmittelbar verbrannt, und mit der dabei entstehenden Wärme der restliche Teil des Kohlenstaubes auf die Reaktionstemperatur gebracht. Bei dieser direkten W !irine zuf uhr durch Teilverbrennung den Kohlenstaubes wird der Kohlenstaub mit einem kleineren Teil des Oxidationsmittels, ζ. Β. Luft oder auch Sauerstoff, axial im Strahl eingeblasen und der größere Teil des Oxidationsmittels, axial in einem solchen Drall eingeführt, daß die Staubkörner die Wand des Reaktionsraumes frühestens nacli einem Weg von ca. 1,5 m berühren.
Für eine indirekbe Wärmezufuhr wird schließlich nach der Erfindung vorgeschlagen, die Wärme von gasförmigen, flüssigen oder in Wirbel zustand, befindlichen Wärmeträgern durch Heizflächen auf das Kohlenstaub-
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Trägergasgemisch zu übertragen, wobei diese Heizflächen, z. B. als Rohre, Taschen o. ä. ausgebildet sein könnten, und das Kohlen staub-Trrigerpjasgemisch z. B. bei Kohrlieisflachen sowohl durch die Kohre strömen kann - der Wärmeträger dann um die Kohre als auch um die Rohre, im letzteren Falle der Wärmeträger durch die Rohre.
Gemeinsam haben alle Verfahrensvarianten, die je nach Kohlenart einzustellende optimale Reaktionstemperatur, die Behandlungszeit und die Trennung des entstandenen Koksstaubes vom Gas. Für die optimale Entschwefelung sind Temperaturen zwischen 700 und 1100 0C anwendbar, wobei für eine bestimmte Kohlenart auch eine bestimmte Temperatur die optimalen Ergebnisse bringt, z. B. gilt für die eine Kohle zur Entschwefelung eine optimale Temperatur im Bereich von 800 850 0G, für eine andere eine solche von 900 - 950 0C. Für die Steinkohlen aus dem Ruhrgebiet liegt die optimale Temperaturspanne z. B. zwischen 750 - 950 0C. Bei dieser Temperatur ergeben sich unter Normaldruk Entsehwefelungsgrade von bis zu 70 °Ό allein durch den Entgasungsvorgang, d. h. 70 % des ursprünglich im Kohlenstaub enthaltenen Schwefels sind in Gasform überführt worden. Der absolute Schwefelgehalt im Koksstaub beträgt dann noch ebwa 50 % vom Schwefelgehalt der Kohle.
Die Behandlungszeit steht in einem engen Zusammenhang mit dem Schwefelwasserstoffgehalt des Heiz- bzw. Trägergases. Je höher dieser Schwefelwasserstoffgehalt wird, um so kurzer sollte die Behandlungszeit des Staubes sein, um Rückzersetzung des Schwefelwasserstoffes zu vermeiden. Versuche haben ergeben,
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daß oberhalb von 0,3 Vol. % HJS im Heiz- bzw. Trägergas bereits bei den in Sekunden ablaufenden Vorgängen eine Rückzersetzung des HpS zu H„ und S erfolgt, wobei diese Rückzersetzung bei HpS-Gehalten > 0,6 Vol. c/o bereits sehr deutlich wird. Bei TIp8-Volumen-Gehalten von z. B. > 3 % wird ein Koksstaub erzeugt, der einen um ca. 1/3 größeren Schwefelgehalt aufweirb als der Eingangskohlenstaub. Daraus wird deutlich, daß die Trennung zwischen Koksstaub und erzeugtem Gas möglichst rasch erfolgen muß.
Hit zunehmendem EpS-Gehalt im Gas am Austritt aus dem ßeaktionsraum sollte die Aufenthaltszeit im Reaktionsraum verkürzt werden, beispielsweise bei 1 Vol. % HpS im Gas auf z. B. 2 s.
Auf der andern Seite müssen zur Aufbereitung des Kohlenstaubes für die eigentliche Entschwefelung während des Entgasgungs- und/oder Teilvergasungsvorganges bestimmte Zeiten eingehalten werden, um das Korn entsprechend aufzuschließen. Halbkoks, d. h. ein bis auf etwa 10 % Restflüchtige entgastes Kohlenstaubkorn, ist für den Wasserstoff zur Entschwefelung noch nicht so gut zugänglich, wie ein Kokskorn, das bis auf 1-2/0 Restflüchtige entgast ist. Dieser Entgasungsgrad wird bei Temperaturen von z. B. 900 0C in 2 bis 3 s erreicht, bei 1000 0C in etwa 1,5 s. Damit ergeben eich nach der Erfindung Entgasungstemperaturen, die vorzugsweise im Bereich von 850 - 1000 C liegen, für den Teilschritt der Teilvergasung bei 1000 0C und mehr; Behandlungszeiten von vorzugsweise zwischen 2 und 4 s und Heizgas- bzw. Trägergasmengen mit Schwefelwasserstoff-Volumengehalten am Ende des Reaktionsraumes von möglichst geringer als 0,3 Vol. %.
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Zur Verbesserung der Gasqualität im Verhältnis zur reinen Luftvergasung sowie auch bei der Sauerstoffvergasung zur Erzeugung von Synt;hei:«ep;ar und auch zur Steigerung dec Wasserstoffgehaltes im erzeugten Gas zur Verbesserung des Entscliwef<Dlungseffektes wird weiter vorgeschlagen, zur Teilvergasung in den Reaktionsraum zusätzlich hocherhitzten Wasserdampf spätestens 2 m nach dem Kohlenstaubeintritt einzuführen.
Im weiteren.Ausbau der Erfindung ist gegebenenfalls noch zusätzlich die Zufuhr von Wasserstoff oder von "wasserstoffhaltigen Gasen, zum Heiz- bzw. Trägergas vorgesehen, falls der vom Heizgas- bzw. Trägergas mitgebrachte und/oder der von der Kohle freigegebene Wasserstoffanteil für den angestrebten Entschwefelungsvorpjang nicht ausreicht. Der Wassorstoffgehalt sollte möglichst 5 Vol. % betragen, vorzugsweise über 10 c/o liegen.
Bei der Integrierung dieses Prozcßablaufes in den Gesamtkraftwerksprozeß ist der EnI-- und/oder Teilvergasungsanlage eine Gasreinigurigsanlage nachgeschaltet, in der die -Schwefelverbindungen aus dem erzeugten Gas entzogen und, z. B. in einer nachgeschalteten Claus-Anlage, zu amorphem Schwefel umgearbeitet werden. Von dem gereinigten Gas geht gegebenenfalls ein Teil als Heizgas zum Heaktionsraum der Ent- und/oder Teilvergasung zurück, der andere Teil als Brennstoff zur Gasturbine und bei entsprechendem Überschuß unmittelbar zum Dampferzeuger, falls für das erzeugte Gas keine anderen Abnehmer vorhanden sind.
0-9.82^/04
Ab
Wird das erzeugte Gas nur im Kraftwerk, selbst als Brenngas verbraucht, braucht dor Heiswort dieses Gases nur so hoch zu sein, daß seine Verbrennung sichergestellt int. In diesem Falle wird als Oxidationsmittel bei der Teilverbrermunr; des Heizgases bzw. der Kohle zur Deckung des Wärmebedarfs im lceaktionsraum Luft verwandt. Soll aber aus dem Kraftwerk z. B. Synthesegas nach außen abgegeben werden, tritt an die Stelle von Luft Sauerstoff odex1 sauerstoffangereicherte Luft.
Die über die Gasturbine oder unmittelbar in den Dampferzeuger kommende>vom Schwefel gereinigte Gasmenge kann gegebenenfalls durch den Grad der Teilvergasung so variier!; werden, daß die durch Verbrennen des noch Schwefel enthaltenden Koksstaubes anfallende SOp-Menge im Hauchgas den Bestimmungen zur Reinhaltung der Luft genügt.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind also:
weitgehende Entschwefelung des Kohlenstaubes vor seiner Verbrennung,
hohe Reaktionsfähigkeit des Koksstaubes für die Vergasung sowie für die Verbrennung,
variable Teilvergasung zur Regulierung der in den Dampferzeuger eingebrachten Schwefelmenge und
Umformung des aus der Kohle entnommenen Schwefels über die Gasform in die Gasreinigung zu amorphenu ablagerungsfährigem und gegebenenfalls verkaufsfähigem Schwefel oder zu anderen Sehwefelprodukten.
4 9

Claims (1)

  1. Dr.Ing.Ernst Schuster r>""/0 Gummersbaoh, '!en ?(). 11. 1976
    Paten tansni'üche
    Verfahren zur Reduzierung des Schwefelgehalten von zu Staub aufbereiteter Kohle mittels eigener oder fremder Wärmeenergie durch Schne.Ll.enl;- und/oder Schnellteilvergasung der Kohle, dadurch gekennzeichne t, daß der auf «C 0,1 mm gemahlene und gegebenenfalls in 1 bis 4- s bei bis 450 0C voroxidierte Kohlenstaub direkt durch auf über 1000 0C erhitztes Heiz- bzw. Trägergas oder durch Teilverbrennung der Kohle mit Luft oder Sauerstoff mit Aufheizgesciiwindigkeiten^> 20000 °C/min. oder indirekt durch gasförmige, flüssige oder im V/irbelzustand befindliche Wärmeträger mit Aufheizgeschwindigkeiten ^C 20000 °C/min. auf eine Reaktionstemperatur von 700 bis 1^00 0G gebracht und 1 bis 6 s bei einem Druck von 1 bis 15 bar bis zur Trennung von Koksstaub und Gas belassen und bei Übersteigen eines H^S-rGehaltes von 0,3 Vol. % (unter Bormaldruck) im Mischgas (Entgasung?- und/ oder Teilvergasungsgas und gegebenenfalls Ileiz- bzw. Trägergas) am Ende des keaktionsraumes die Aufenthaltszeit im Keaktionsraum verkürzt wird.
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei direkter Wärmezufuhr durch Heizgas der Kohlenstaub axial im Strahl in einer solchen Geschwindigkeit eingeblasen und das Heizgas in gleicher Höhe tangential
    80982^/0449
    ORIGINAL INSPECTED
    durch minder bens zwei, über den Umfang des Keaktionoraumen mit einer Heigun;1; von iQ bis 30 °, vorzut',TV.reir!e 1b °, zur Waagerechten Ln Richtung des Pi.ohlenr.trah.les angeoi-dne te öffnungen mit einer polchen Geschwindigkeit eingeführt wird, daß die Staubkörner die Wand des Reaktionsraumes frühestens nach einem Weg von 1,5 m berühren.
    3. Verfahren nach Anspruch Ί, da d u r c Ii gekennzeichnet, daß bei direkter Wärmezufuhr durch Teilverbrennung des Kohlenstaubes der Kohlenstaub mit einem kleineren Teil des Oxidationsmittels, ζ. Β. Luft oder Sauerstoff, axial im Strahl eingeblasen und der größere Teil des Oxidationsmittels axial mit einem solchen Drall eingeführt wirr], daß die Staubkörner die V/and des Reaktionsraumes frühestens nach einem Weg von 1,5 in berühren.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Teilvergasung in den Reaktionsraum zusätzlich hocherhitzter Wasserdampf spätenstens 2 m nach dem Kohlenstaubeintritt zugeführt wird.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Heiz- bzw. Trägergas ein Tei-1 des bei der Schnellent- und Schnellteilvergasung erzeugten Gases nach Entzug mindestens der schwefelhaltigen Bestandteile benutzt wird.
    6» Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch geken.nzeic h net, daß der Wa π? erst of f gehalt des Hei?,- bzw. Trä^ergases f-;ef;ebenenfallr. durch Zumischen von reinem Wasserstoff oder wasserstoffreichen Gasen an die optimalen Entschwefelunp;sbedingunßen angepaßt wird.
    2^/0 4 4"9
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