DE2700280A1 - Auto-thermal coal gasification - by plunger pumps compressing fuel portions to high reactor pressure and extracting ash portions - Google Patents

Auto-thermal coal gasification - by plunger pumps compressing fuel portions to high reactor pressure and extracting ash portions

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DE2700280A1 DE19772700280 DE2700280A DE2700280A1 DE 2700280 A1 DE2700280 A1 DE 2700280A1 DE 19772700280 DE19772700280 DE 19772700280 DE 2700280 A DE2700280 A DE 2700280A DE 2700280 A1 DE2700280 A1 DE 2700280A1
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Abstract

In an autothermal process of gasification under pressure for solid fuels, e.g. granular hard coal with a gasifying agent, separate portions of fuel are displaced by a plunger pump and compressed to the active pressure in the reactor. The portions are then injected in a continuous stream into the pressurised space of the reactor. Similar pumps are used to release the pressure of the ash in portions to atmospheric pressure and to discharge it. Process simplifies the feed of fuel and the discharge of ash for a gasifier and creates the preconditions for a pressure rise in the reactor space. Both the fuel throughput and the quality of the production gas can be improved considerably.

Description

"Verfahren und Anlage zur autothermen Druokvergasung fester"Process and plant for autothermal pressure gasification solid

Brennstoffe, vorzugsweise stückiger Steinkohle" Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die autotherme Druckvergasung fester Brennstoffe, vorzugsweise stückiger Steinkchle mit einem Vergasunqsmittel, z.B. Wasserdampf oder CO2 und Sauerstoff oder Luft in einem Festbettreaktor, in den der Brennstoff kontinuierlich und z.B. von oben in den Reaktionsraum des Reaktors eingctragen und dazu portionsweise zunächst gegen die Atmosphäre abgeschlossen, die Brennstoffportic>n unter den im Reaktor herrschenden Sphärendruck gesetzt und dem Druckraum des Reaktors kontinuierlich aufgegeben wird, wobei die bei der Vergasung anfallende Asche nacn außen abgegeben und auf den Atmosphärendruck gebracht wird. Fuels, preferably lumpy coal "The invention relates to a method for autothermal pressure gasification of solid fuels, preferably Lumpy stone bowl with a gasifying agent, e.g. water vapor or CO2 and oxygen or air in a fixed bed reactor into which the fuel is fed continuously and e.g. from above into the reaction chamber of the reactor and initially in portions Completed from the atmosphere, the fuel portic> n among those in the reactor prevailing spherical pressure set and the pressure chamber of the reactor continuously is abandoned, with the ash resulting from the gasification being released to the outside and brought to atmospheric pressure.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to a system for carrying out the method.

Die Festbettvergasung ist an sich in mehreren Ausführungsformen bekannt (. Peters, Kohlevergasung, Verlag Glückauf 1976, 64,76r. Das Vergasungs- bzw.Fixed bed gasification is known per se in several embodiments (. Peters, Kohlenvergasung, Verlag Glückauf 1976, 64,76r.

Rohgas läßt sich nach entsprechender Aufarbeitung als Synthesegas, aber auch als Erdgasersatz oder Stadtgas verwenden. Ein bekanntes Verfahren arbeitet mit Sphärendrücken von 25 bar. Deswegen muß der Brennstoff über eine vergleichsweise komplizierte Schleusenanlage in den Reaktor eingebracht werden. Die Füllung der Schleuse setzt eine verhältnismäßig große Brennstoffaufgabemenge voraus. Das führt zu Schwierigkeiten bei der Regelung und Steuerung des Vergasuncssprozesses. Analoge Schwierigkeiten ergeben sich an der zum Austrag der Asche erforderlichen Schleuse.After appropriate work-up, crude gas can be used as synthesis gas, but can also be used as a natural gas substitute or town gas. A well-known process works with spherical pressures of 25 bar. Therefore the fuel must have a comparatively complicated lock system to be introduced into the reactor. The filling of the Lock requires a relatively large amount of fuel. Leading to difficulties in regulating and controlling the gasification process. Analog Difficulties arise at the lock required to discharge the ash.

Darüberhinaus geht bei jedem Arbeitstakt der Schleusen Produktionsgas verloren. Diese Verluste würden bei einer Steigerung des Vergasungsdruckes proportional zum Vergasungsdruck ansteigen.In addition, production gas goes out with every work cycle of the locks lost. These losses would be proportional to an increase in gasification pressure rise to gasification pressure.

Als Brennstoff dient nicht backende bis schwach backende Steinkohlc. Im allgemeinen verwendet man Kornfraktionen z.B. zwischen 6 und 30 mm. Unklassierte Kohle kann man in dem bekannten Verfahren einsetzen, muß dann jedoch die Bedingungen des Normalbetriebes wesentlich ändern. Der Feinstkohleanteil darf bestimmte Grenzwerte nicht übersteigen, da sonst eine starke Reduzieruna der Durchsatzleistung eintreten würde.Non-baking to weakly baking coal is used as fuel. In general, grain fractions between 6 and 30 mm, for example, are used. Unclassified Coal can be used in the known process, but the conditions must then be met change significantly during normal operation. The fine carbon content may have certain limit values do not exceed, otherwise there will be a strong reduction in throughput would.

Das bekannte Verfahren hat demnach auch den Nachteil, daß unbehande lte Rohkohle unter Normalbedingungen nicht einsetzbar ist. Der Betrieb des bekannten Peaktors wird auch erschwert durch die im Rohaas enthaltenen, vergleichsweise großen Teer- und Staubmengen.The known method therefore also has the disadvantage that untreated lte raw coal cannot be used under normal conditions. Operation of the well-known Peaktors is also made more difficult by the comparatively large ones contained in the Rohaas Tar and dust amounts.

Der Erfindung liegt die Aufhabe zuarunde, das bekannte Verfahren durch eine Verbesserung der Brcnnstoffaufgabe und/oder des Ascheaustrages zu vereinfachen und dadurch die Voraussetzunqen für eine Drucksteigerung im Reaktionsraum des Reaktors zu schaffen, welche insbesondere eine Vereinfachung bei der Brennstoffaufgabe und bei der Behandlung des Vergasungsgases im Reaktor ermöglicht.The object of the invention is to complete the known method to simplify an improvement of the fuel feed and / or the ash discharge and thereby the prerequisites for an increase in pressure in the reaction chamber of the reactor to create, which in particular a simplification in the fuel supply and in the treatment of the gasification gas in the reactor.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brennstoff und/oder die Asche gepumpt werden, wobei die abgeteilten Brennstoffportionen verdrängt, auf den Sphärendruck des Reaktors komprimiert und in den Druckraum freigeaeben werden, daß der Verdränner geaen den Sphärendruck abgeschlossen und zurück-' geführt wird und die Aschenortionen mit dem Verdränger auf den Atmosphärendruck entspannt und abgegeben werden.According to the invention, this object is achieved in that the fuel and / or the ash is pumped, displacing the divided fuel portions, are compressed to the spherical pressure of the reactor and released into the pressure chamber, that the displacer is closed and returned due to the pressure of the spheres and relaxed the ash portions with the displacer to atmospheric pressure and be delivered.

Durch das Einpumpen des Brennstoffes wird ein kontinuierlicher Eintrag des Brennstoffs in den Reaktor erreicht und somit eine feine Dosierunq des Brennstoffes ermöglicht, die ihrerseits Vorausetzunq für eine bessere Beherrschung des Vergasungsprozesses ist. Außerdem entfällt die Brennstoffschleuse, weil die zwischen Reaktor und Pumpe anstehende Brennstoffportion mit dem Ver-dränger der Pumpe einen dichten Abschluß nach außen gewährleistet. Da sich der Pumpendruck unter bestimmten Voraussetzungen sehr stark über den bislang als Oberarenze angesehenen Druck der Reaktorsphäre hinaus steigern läßt, lassen sich der Brennstoffdurchsatz und die Qualität des Vergasungs- bzw. Produktionsgases erheblich steigern. Andererseits kann durch den Abschluß des Verdrängers gegen den Sphärendruck bei abgegebener Brennstoffportion auf eine Abdichtung des Verdrängers gegen die Atmosnhäre verzichtet und dadurch eine sehr hohe Kompression des Brennstoffs erreicht werden. Wendet man das erfindungsgemäße Verfahren auch auf das Abführen der Asche aus dem Reaktor an, so ertfällt die bislang nötige Austragsschleuse auch bei erheblich gesteigerten Drücken der Sphäre im Reaktor. Insgesamt ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die Wirtschaftlichkeit des Prozesses durch höhere Durchsatzmengen und durch Vereidfachung der Anlage erheblich gesteigert wird.By pumping in the fuel, there is a continuous entry of the fuel in the reactor and thus a fine metering of the fuel which in turn is a prerequisite for better control of the gasification process is. In addition, there is no fuel lock because it is between the reactor and the pump pending fuel portion with the displacer of the pump a tight seal guaranteed to the outside world. Because the pump pressure changes under certain conditions very much beyond the pressure of the reactor sphere, which has hitherto been regarded as the upper arsenic can be increased, the fuel throughput and the quality of the gasification or increase production gas considerably. On the other hand, by completing the Displacer against the spherical pressure with dispensed fuel portion dispensed with a seal of the displacer against the atmosphere and thereby a very high compression of the fuel can be achieved. If you apply the invention Procedure also to the removal of the ash from the reactor, so it is no longer applicable necessary discharge lock even with considerably increased pressures of the sphere in the reactor. Overall, this has the advantage that the economy of the process considerably increased by higher throughput quantities and by swearing in the system will.

Diese Vereinfachung betrifft auch den Aufgabebrennstoff.This simplification also applies to the feed fuel.

Dieser besteht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aus einer Förderkohle, welche auf 20 mm klassiert ist, wobei der Sphärendruck im Reaktor bei Vergasungstemperaturen von 900 0 C bis 1200 ° C auf bis zu 200 bar eingestellt werden kann.According to one embodiment of the invention, this consists of one Extracted coal, which is classified to 20 mm, with the spherical pressure in the reactor at Gasification temperatures of 900 0 C to 1200 ° C can be set up to 200 bar can.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Zuführung des auf 3000 C vorgewärmten Brennstoffs kontinuierlich von oben in den Reaktionsraum. Bei erhöhtem Druck der Vergasungssphäre ergibt sich die Möglichkeit, durch Rückführung von wasserstoffhaltigem Vergasungsgas Hydrierreaktionen zur Erhöhung des Methanausbringens einzuleiten. Dieses aus dem unteren Abschnitt des Reaktionsraumes abgezogene Vergasungsgas wird gekühlt, komprimiert und auf ca.In one embodiment of the method according to the invention takes place the supply of the fuel preheated to 3000 C continuously from above in the reaction space. With increased pressure of the gasification sphere there is the possibility of by recycling of hydrogen-containing gasification gas to increase hydrogenation reactions initiate methane discharge. This from the lower section of the reaction chamber the withdrawn gasification gas is cooled, compressed and reduced to approx.

750° C aufgeheizt in den Reaktor eingeführt.750 ° C heated and introduced into the reactor.

Bei diesem Verfahren wird im oberen Teil des Reaktionsraumes bereits ein Teil des Brennstoffs, insbesondere dessen Feinkornanteil partiell oxidiert und vergast Nur gröbere Brennstoffteilchen gelangen auf das Festbett des Reaktors. Durch die Teilvergasung der Feinkornanteile bzw. durch Hydrierreaktionen wird die für die Vergasung notwendige Reaktionstemperatur von 750 - 950. e'-ingestellt. Das Vergasungsmittel und rückgeführte Gas durchlaufen im Gleichstrom den oberen Teil des Reaktors, während der auf dem Festbett sich aufbauende Brennstoff im Gegenstrom vergast wird.In this process, the upper part of the reaction chamber is already some of the fuel, in particular its fine grain fraction partially oxidized and gasified Only coarser fuel particles reach the fixed bed of the Reactor. Through the partial gasification of the fine grain fractions or through hydrogenation reactions the reaction temperature of 750 - 950 required for gasification is set. The gasification agent and recirculated gas pass through the upper one in cocurrent Part of the reactor, while the fuel building up on the fixed bed is in countercurrent is gassed.

Vorzugsweise macht man Zuschläge zum Brennstoff, z.B.It is preferable to make additions to the fuel, e.g.

in Form von Kalk. Einerseits kann man dadurch bei der vergleichsweise hohen Temperatur im Reaktionsraum die Behandlung der Asche vereinfachen, weil man Ascheverklebungen vermeidet. Andererseits läßtsich gleichzeitig eine Entschwefelung des Produktionsgases im Reaktionsraum durchführen.in the form of lime. On the one hand, you can do this with the comparatively high temperature in the reaction chamber simplify the treatment of the ash because you Avoids ash sticking. On the other hand, desulfurization can be carried out at the same time of the production gas in the reaction chamber.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Brennstoff von unten durch das Festbett gepumpt.In another embodiment of the invention, the fuel pumped through the fixed bed from below.

Hierdurch lassen sich die bislang notwendigen Krälarme vermeiden, die zur Verteilung des Brennstoffes im Vergaser erforderlich waren. Man kann auch stark backende Kohlen verwenden, ohne daß mechanische Mittel zum Aufbrechen des Brennstoffbettes vorgesehen sein müssen, durch Teiloxidation die Backeigenschaften weitgehend verliert.This avoids the previously necessary claw arms, which were required to distribute the fuel in the carburetor. One can also Use strongly baking coals without using mechanical means to break open the Fuel bed must be provided by partial oxidation of the baking properties largely loses.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Brennstoff und das Vergasungsmittel dem Reaktionsraum von oben aufgegeben, während das Produktionsgas unterhalb des Festbettes abgezogen wird und die flüssige Asche granuliert und als Granulat ausgeschleust wird. Auch bei diesem Prozeß kommt es zu einer Vorentgasung des Prennstoffes, welche bei backenden Kohlen dazu führt, daß ein großer Teil der Backfähigkeit verlorengeht. Das führt zu einem arösseren Spektrum der für die Vergasung geeigneten Kohlen ohne Komplizierung des Reaktorbetriebes.In another embodiment of the invention, the fuel and the gasification agent is added to the reaction space from above, while the production gas is withdrawn below the fixed bed and the liquid ash granulated and as Granulate discharged will. It also occurs in this process a pre-degassing of fuel, which leads to baking coals that a large part of the baking ability is lost. That leads to a wider spectrum the coal suitable for gasification without complicating the reactor operation.

Mehrere Ausführungsformen der erfindungso,emäßen Anlage zur Durchführung der beschriebenen Verfahren sind in den Figuren dargestellt und werden nachstehend erläutert; es zeigen Fig. 1 unter Fortlassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten und daher schematisch eine Anlage zur Erzeugung von Synthesegas, Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung einen Festbettreaktor zur Erzeugung von hochmethanhaltigem Produktionsqas, Fig. 3 in den Fig. 1 und 2 entsprechender Darstellung eine ab-geänderte Ausführungsform der Erfindung mit Eintrag des Brennstoffes von unten mittels eines Brenners durch das Festbett und des Vergasungsmittels durch den ost des Reaktors, Fig. 4 eine weiter abgeänderte Ausführunqsform der Erfindunq zur Erzeugung von Synthesegas, Fig. 5 eine Ansicht einer Pumpe zum eintrag des Brennstoffes bzw. zum Austrag der Asche, die in der Anlage nach den Fiq. 1 bis 4 verwendet wird und Fig. 6 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 5.Several embodiments of the system according to the invention for implementation the methods described are illustrated in the figures and are described below explained; FIG. 1 is shown, omitting all for an understanding of the invention not necessary details and therefore a schematic of a plant for generation of synthesis gas, Fig. 2 in the Fig. 1 corresponding representation a fixed bed reactor for the generation of high methane-containing production gas, FIG. 3 in FIGS. 1 and 2 Corresponding representation, a modified embodiment of the invention with entry the fuel from below by means of a burner through the fixed bed and the gasification agent through the east of the reactor, FIG. 4 shows a further modified embodiment of the invention for the production of synthesis gas, Fig. 5 is a view of a pump for the entry of the fuel or for the discharge of the ashes, which are in the system after the Fiq. 1 to 4 is used and FIG. 6 is a plan view of the subject matter of FIG Fig. 5.

Zunächst wird anhand der Fig. Sund 6 und des Eintrages des Brennstoffes die Pumpe erläutert, welche im Rahmen der erfindungsgemäßen Anlage auch zum Austragen der Asche benutzt wird.First, with reference to Fig. 6 and the entry of the fuel the pump explains which in the context of the system according to the invention also for discharging the ashes are used.

Gemäß dem Ausführungsbeisniel besteht diese Maschine aus zwei parallel laufenden Kolben 51 bzw. 52, welche auf ihrer Rückseite mit einen hydraulischen Druckmittel bei 53 bzw. 54 beaufschlagt sind. Aus dem nicht in den Fia.According to the embodiment, this machine consists of two in parallel running piston 51 and 52, which on its back with a hydraulic Pressure medium are applied at 53 and 54, respectively. From the not shown in FIG.

5 und 6 wiedergegebenen Fülltrichter schiebt der Kolben 51 eine aus dem Fülltrichter entnommene Brennstoffportion 55 in einer Buchse 56 vor sich her und drückt sie vor das zunächst cieschlossene Ventil 56.5 and 6 reproduced filling funnel, the piston 51 pushes one out The fuel portion 55 removed from the hopper is placed in a socket 56 in front of it and presses it in front of the initially closed valve 56.

Dadurch wird vor dem Kolben ein Druck aufgebaut, bis der im Reaktor herrschende Vervasunosdruck erreicht ist. Dann öffnet das zvlinderförmige Ventil durch eine Drehung um ca. 900, wodurch der Zustand erreicht wird, der am Ventil 57 dargestellt ist, welches die Buchse 59 abschließt, in der der Kolben 52 bewegt wird..As a result, a pressure is built up in front of the piston until it is in the reactor prevailing invasive pressure is reached. Then the cylinder-shaped valve opens by turning it by approx. 900, which results in the state on the valve 57 is shown which closes the bushing 59 in which the piston 52 moves will..

Da vor und hinter dem Ventil 57 der gleiche Druck herrscht, sind die Antriebs- und Gleitflächenbelastungen des Ventiles sehr gering. Die bei 60 wiedergegebene Brennstoffportion wird in den Reaktor eingetragen.Since there is the same pressure upstream and downstream of the valve 57, they are Drive and sliding surface loads on the valve are very low. The one reproduced at 60 Fuel portion is entered into the reactor.

Das erfolgt mit verhältnismäßig langsamer Vorschubgeschwindigkeit.This takes place at a relatively slow feed rate.

Ducch Verstellung des Ventils 57 in die Stellung, die das Ventil 56 einnimmt, wird der Verdränger 52 gegen den Druck im Reaktor abgeschlossen, so daß nunmehr der Kolben zurücklaufen kann. Einfache Sperrschaltungen lassen den Rückgang des Ver-dLinoerkolbens 51 bzw. 52 nur bei wieder geschlossenem Ventil 56 bzw. 7 zu.Ducch adjustment of the valve 57 in the position that the valve 56 assumes, the displacer 52 is closed against the pressure in the reactor, so that now the piston can run back. Simple locking circuits let the decline of Ver-dLino piston 51 or 52 only when valve 56 or 7 is closed again to.

Während des Füll- und Druckerzeugungsvorganges fördert der jeweils andere Kolben, so daß nur geringe Totzeiten bei wechselweisem SchMaßen und Öffnen der Ventile 56 und 57 entstehen. Durch Zuschaltung eines dritten Verdrängerkolbens Xnicht dargestellt) können solche Totzeiten praktisch völlig ausgeschaltet werden.During the filling and pressure generation process the promotes each other pistons, so that only short dead times with alternating opening and closing the valves 56 and 57 arise. By activating a third displacement piston Xnot shown) such dead times can practically be completely eliminated.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fiq. 1 ist der eigentlichen Vergasungsanlage ein Brennstoffaufnahmebunker 3 vorgeschaltet, dem Kohle bei 1 aufgegeben wird und in dem die Kohle bei 2 bereitgehalten wird. Die Kohle wird aus dem Vorrat 2 der Pumpe 4 aufgegeben, deren Kolben bei 5 schematisch wiedergegeben ist. Der Brennstoff kann in Richtuna des Pfeiles 6 durch den oberen Abschluß 7 bei 8 dem Druckraum 9 eines allgemein mit 10 bezeichneten Reaktors aufgegeben werden. In dem Reaktionsraum 9 herrscht ein Sphärendruck von beispielsweise 200 bar.In the embodiment according to Fiq. 1 is the actual gasification plant upstream of a fuel receiving bunker 3, the coal is given up at 1 and in which the coal is kept ready at 2. The coal is from the supply 2 of the Abandoned pump 4, the piston of which is shown schematically at 5. The fuel can in the direction of the arrow 6 through the upper closure 7 at 8 the pressure chamber 9 a reactor generally designated 10 are abandoned. In the reaction room 9 there is a spherical pressure of, for example, 200 bar.

über den Eintrag 8 wird ferner in Richtung des Pfeiles 11 Vergasungsmittel dem Druckraum 9 aufgegeben. Die Kohle fällt von oben durch den Reaktionsraum 9 des Reaktors 10 auf ein Festbett 12, das sich auf einem Rost 13 aufbaut. Vergasungsmittel wirdrntsprechend dem Pfeil 14 von unten durch den Rost 13 zugeführt. Auch hierbei handelt es sich um Dampf bzw. Kohlendioxid und Sauerstoff bzw. Luft.Via the entry 8 is further in the direction of the arrow 11 gasification agent abandoned the pressure chamber 9. The coal falls from above through the reaction chamber 9 of the Reactor 10 on a fixed bed 12, which is built up on a grate 13. Gasifying agents is fed from below through the grate 13 according to the arrow 14. Here too it is steam or carbon dioxide and oxygen or air.

Bereits im oberen Teil 15 des Reaktionsraumes 9 findet eine Teiloxydation bzw. Vergasung des eingetragenen Brennstoffes statt, so daß hier die nötige Reaktionstemperatur ernicht wird. Die nicht umgesetzten, bevorzugt größeren Brennstoffpartikel bauen sich auf dem Festbett 12 oberhalb des Rostes 13 auf. Im oberen Teil des Festbettes bildet sich die Vergasungszone aus, die im unteren Teil in die Verbrennungszone übergeht. Die im Festbett 12 befindlichen Brennstoff tei le werden mit Hilfe des bei 14 eingetragenen Vcrgasungsmittels zur Reaktion gebracht. Dabei wirkt das verhältnismäsiq kühle Vergasungsmittel gleichzeitig als Kühlmittel für den hoch wärmebelasteten Rost 13.Partial oxidation already takes place in the upper part 15 of the reaction space 9 or gasification of the fuel introduced, so that the necessary reaction temperature here he will not. Build the unreacted, preferably larger fuel particles on the fixed bed 12 above the grate 13. In the upper part of the fixed bed the gasification zone is formed, which in the lower part into the combustion zone transforms. The fuel in the fixed bed 12 is tei le with the help of brought to reaction at 14 entered gasifying agent. This works proportionally cool gasification agent at the same time as a coolant for the highly heat-loaded Grate 13.

Das erzeugte Rohgas wird über die oeffnung 17 entsprechend dem Pfeil 18 abgezogen.The raw gas generated is via the opening 17 according to the arrow 18 deducted.

Zur Erleichterung der Reaktion ist der obere Abschlußteil 19 des Reaktors wie ersichtlich kegelstrnipfartig eingezogen. Außerdem ist der Reaktor mit einem Wassermantel 20 umgeben, um die Abwärme auszunutzen.To facilitate the reaction, the upper part 19 of the reactor is closed off as can be seen drawn in like a strip of cones. Also, the reactor comes with a Surrounding water jacket 20 in order to utilize the waste heat.

Der Rost 13 ist drehbar ausgeführt. Dadurch kann die Abführung der Asche erleichtert werden, die bei 21 aus dem Reaktor 10 abgeführt wird. Das erfolat über eine Pumpe, die der Pumpe 4 entspricht, aber nicht dargestellt ist.The grate 13 is designed to be rotatable. This can lead to the removal of the Ash, which is discharged from the reactor 10 at 21, are relieved. The success via a pump which corresponds to pump 4 but is not shown.

Beim Ausführunqsbeispiel nach Fig. 2 ist der Reaktionsraum bei 22 daraestellt. Er ist durch einen Zwischenboden 23 mit einer öffnung 24 gegen einen im oberen Teil 25 des allgemein mit 26 bezeichneten Reaktors abgeteilt. Die Kohle wird über eine nicht darvestellte, der Pumpe 4 entsprechende Pumpe bei 27 in den oberen Teil 25 des Reaktors 26 eingetragen. Uber eine Leitung 28 wird Produktionsgas eingeführt, das aus dem unteren, mit 22 bezeichneten Teil des Reaktors stammt. Dort wird es über eine Leitung 29 abgezogen und enthält dementsprechend hauptsächlich CO und Ein Eln Teil des abgezogenen Gases wird bei 30 abgeführt. Ein anderer Teil geht über eine By-pass-Leituna 31 in eine Gasreinigunq 33, die nur schematisch wiedergegeben ist und aus der das Gas über die Leitung 28 in den Raum 25 zurückgeführt wird.In the embodiment according to FIG. 2, the reaction space is at 22 shown. It is through an intermediate floor 23 with an opening 24 against one in the upper part 25 of the reactor generally designated 26 partitioned off. The coal is via a pump 4, not shown, corresponding to the pump 27 entered into the upper part 25 of the reactor 26. Via a line 28 is Production gas introduced from the lower, designated 22 part of the reactor originates. There it is drawn off via a line 29 and accordingly contains mainly CO and part of the withdrawn gas is discharged at 30. A the other part goes through a by-pass line 31 in a gas cleaning 33, which only is shown schematically and from which the gas via line 28 into the room 25 is returned.

Die Asche wird bei 34 über eine nicht dargestellte und der Pumpe 4 entsprechende Pumpe abgezogen. Durch den bei 35 schematisch wiedergegebenen und vorzugsweise drehbaren Rost wird Vergasungsmittel, nämlich Sauerstoff oder Luft, über die Leitung 36 und Dampf oder CO2 über die Leitung 37 zugeführt. Auf dem Rost bildet sich ein Festbett aus.The ash is at 34 via a pump (not shown) and the pump 4 corresponding pump removed. By shown schematically at 35 and preferably rotatable grate is gasification agent, namely oxygen or air, supplied via line 36 and steam or CO2 via line 37. On the grate a fixed bed is formed.

Durch das bei 28 zurückgeführte und vorher komprimierte sogenannte Klarglas kommt es im oberen Abschnitt 25 des Reaktionsraumes zu einer Schwel- und Hy-drierreaktion mit dem bei 27 eingetragenen Brennstoff. Dadurch. entsteht ein vorzugsweise Methan enthaltendes Produktionsgas, das bei 38 abgezogen werden kann. Dieses Produktionsgas muß gegebenenfalls einer Gasreiniqung unterworfen werden, bevor es weiter verwendet wird.By the so-called returned at 28 and previously compressed Clear glass, smoldering occurs in the upper section 25 of the reaction space Hydrogen reaction with the fuel entered at 27. Through this. arises a preferably methane-containing production gas that can be withdrawn at 38. This production gas may have to be subjected to gas cleaning, before continuing to use it.

Mit dem Aufgabebrcnnstoff wird gleichzeitig bei 39 Vergasunqsmittel, nämlich Sauerstoff oder Luft und Dampf oder CO2 zugegeben.At the same time, 39 gasification agents are added to the feed, namely oxygen or air and steam or CO2 added.

Durch die öffnung 24 im Zwischenboden 23 wird der in einem der öffnung 24 vorgeschalteten Trichter 40 gesammelte Brennstoff auf das darunter lieaende Festbett des Rostes 35 geführt. Entsprechend dem sich bildenden, natürlichen Schüttkegel kommt es infolge der kegelförmigen Ausbildung des Rostes 35 zu einer optimalen Verteilung des noch nicht vargasten Brennstoffes im unteren Teil 22 des Reaktionsraumes.Through the opening 24 in the intermediate base 23, the in one of the opening 24 upstream funnel 40 collected fuel on the fixed bed below of the grate 35 out. Corresponding to the natural cone of repose that forms it comes as a result of the conical design of the grate 35 to an optimal distribution of the not yet gasified fuel in the lower part 22 of the reaction chamber.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, in dem mit der Fig. 1 übereinstimmende Bezugszeichen entsprechende Teile wiedergeben, wird mit Hilfe der Pumpe 4 entsprechend dem Pfeil 6 der Brennstoff kontinuierlich bei 8 über einen Brenner, in dem auch das Vergasungsmittel, nämlich Dampf oder CO2 und Sauerstoff oder Luft entsprechend dem Pfeil 11 zugeführt werden, in den Rost 13 eingebracht, auf dem das Festbett 12 ausgebildet wird.In the embodiment according to FIG. 3, in the one corresponding to FIG Repeat reference numerals corresponding parts, is with the help of the pump 4 accordingly the arrow 6 the fuel continuously at 8 over a burner in which also the gasification agent, namely steam or CO2 and oxygen or air, respectively the arrow 11 are fed into the grate 13 on which the fixed bed 12 is formed.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Brenner 8 unmittelbar in der Spitze des kegelstumpfförmig-ausgebildeten Rostes 12. Dadurch kann sich der Brennstoff optimal über die Rostfläche verteilen. Die Asche wird, wie bei 21 schematisch dargestellt, mit Hilfe einer der Pumpe 4 entsprechenden Anlage abgezogen.According to the illustrated embodiment, the burner 8 is directly in the tip of the frustoconical grate 12. This allows the Distribute the fuel optimally over the grate surface. The ashes are, as at 21 schematically shown, deducted with the help of a system corresponding to the pump 4.

Das Produktonsgas wird über die im oberen Teil 19 des Reaktors 10 gelegene Abzugsleitung entsprechend dem Pfeil 18 abgezogen.The production gas is via the in the upper part 19 of the reactor 10 located discharge line removed according to the arrow 18.

Auch in Fig. 4 bezeichnen mit den Fig. 1 und 3 übereinstimmende Bezugszeichen einander entsprechende Teile.In FIG. 4, too, reference numerals that correspond to FIGS. 1 and 3 denote corresponding parts.

Dementsprechend wird der Brennstoff aus dem Vorrat 2 mit Hilfe der Pumpe 4 über die Leitung 6 über die im oberen Teil 19 des Reaktors 10 liegende Brennstoff- und Vergasungsmittelzuführung 8 eingeführt, wobei das Vergasungsmittel, nämlich Dampf oder CO2 nnd Sauerstoff oder Luft bei 11 zuqeführt werden. Im Druckraum 9 und zwar bereits im oberen Teil dieses Raumes kommt es zu einer Teilvergasung. Das hierbei entstehende Gas wird zusammen mit dem restlichen Vergasunasmittel in den unteren Teil des Reaktors auf das Festbett 12 des Rostes 13 geführt. Dort baut sich der Brennstoff auf. Vergasungsmittel sowie das entstandene Gas werden durch das Festbett 12 hindurchgeführt. Dadurch ergibt sich eine restlose Umsetzung des noch vorhandenen Brennstoffes. Das Gas wird über die unterhalb des Rostes 13 und des Festbettes 12 gelegene Abzugsleitung 17 entsprechend dem Pfeil 18 ab gezogen. Die Asche fällt in ein bei 51 dargestelltes Wasserbad und wird dabei granuliert. Eine Austragsvorrichtung 42 sorgt für die Abführung des Aschegranulates.Accordingly, the fuel is taken from the reservoir 2 with Help the pump 4 via the line 6 via the in the upper part 19 of the reactor 10 horizontal fuel and gasifying agent feed 8 introduced, wherein the gasifying agent, namely steam or CO2 and oxygen or air are supplied at 11. In the printing room 9 and already in the upper part of this room there is partial gasification. The resulting gas is used together with the remaining gasification agent in guided the lower part of the reactor onto the fixed bed 12 of the grate 13. Build there the fuel on. Gasification agent as well as the resulting gas are through the fixed bed 12 passed through. This results in a complete implementation of the fuel still available. The gas is on the underneath the grate 13 and of the fixed bed 12 located discharge line 17 according to the arrow 18 pulled off. The ash falls into a water bath shown at 51 and is granulated in the process. A discharge device 42 ensures that the ash granulate is discharged.

Der Rost 13 besteht zweckmäßigerweise aus feuerfestem Material, da er nicht wie in den übrigen Ausführunqsbeispielen von dem'verhältnismäßig kühlen Vergasungsmittel gekühlt werden kann. Dagegen ist eine Absicherung des Druckraumes 9 durch den Wassermantel 20 nur bis zur Höhe des Granulierbades 13 erforderlich, Patentansprüche L e e r s e i t eThe grate 13 is expediently made of refractory material, there He does not cool as in the other exemplary embodiments of the 'relatively cool Gasification agent can be cooled. On the other hand, there is a safeguarding of the pressure space 9 due to the water jacket 20 only required up to the level of the granulating bath 13, Claims L e r s e i t e

Claims (15)

P a t e n t a n s p r ü c h e , 1. Verfahren für die autotherme Druckvergasung fester Brennstoffe, vorzuqsweise stückiger Steinkohle mit einem Vergasungsmittel, z.B. tiasserdampf oder Kohlendioxid und Sauerstoff oder t.uct in einem Festbett reaktor, in den der Brennstoffs kontinuierlich und z.B. P a t e n t a n s p r ü c h e, 1. Process for autothermal pressure gasification solid fuels, preferably lumpy coal with a gasification agent, e.g. steam or carbon dioxide and oxygen or t.uct in a fixed bed reactor in which the fuel is fed continuously and e.g. von oben in den Reaktionsrauin des Reaktors eingetragen und dazu portionsweise zunächst gegen die Atmosphäre abgeschlossen, die Brennstoffportion unter den im Reaktor herrschenden höheren Sphärendruck gesetzt und dem Druckraum des Reaktors kontinuierlich aufgegeben wird und bei dem die Asche aus dem unter Sphärendruck stehenden Reaktor kontinuierlich ausgetragen wird , d a d u r c h g e k e n n z e i chn e t , daß der Brennstoff und/oder die Asche gepumpt werden, wobei die abgeteilten Brennstoffportionen verdrängt, auf den Sphärendruck des Reaktors komprimiert und kontinuierlich in den Druckraum freigegeben werden, daß der V-erdränger gegen den Sphärendruck abgeschlossen und zurückgeführt wird und daß von einer gleichartigen Pumpe die Ascheportionen mit dem Verdränger auf den Atmosphärendruck entspannt und abgegeben werden. entered from above into the reaction space of the reactor and to it The fuel portion is initially sealed off from the atmosphere in portions placed under the higher spherical pressure prevailing in the reactor and the pressure chamber of the reactor is continuously abandoned and in which the ash from the under Spherical pressure standing reactor is continuously discharged, d u r c h g does not indicate that the fuel and / or the ash are being pumped, the divided fuel portions being displaced to the spherical pressure of the reactor compressed and released continuously into the pressure chamber that the displacer is closed and returned against the pressure of the sphere and that of a similar one Pump the ash portions to atmospheric pressure with the displacer and be delivered. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r ch g ek e n n z e i c h n e t , daß der Aufgabebrennstoff aus einer Förderkohle besteht, welcher auf 20 mm klassiert, vorgetrocknet und auf 2000 C bis 3000 C vorgewärmt ist, und daß der Sphärendruck im Reaktor bei Vergasungstemperaturen von 3000 C bis 12000 C auf bis zu 200 bar eingestellt werden kann.2. The method according to claim 1, d a d u r ch g ek e n n z e i c h n e t that the feed fuel consists of a coal, which is 20 mm classified, pre-dried and preheated to 2000 C to 3000 C, and that the spherical pressure in the reactor at gasification temperatures of 3000 C to 12000 C up to 200 bar can be adjusted. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Aufgabe des Brennstoffes von oben in den Reaktionsraum Verqa.unqsgas aus einem unteren Abschnitt des Reaktionsraumes in einen oberen Abschnitt des Reaktionsraumes zurückgeführt wird, aus dem das Vergasungsgas a]s Produktionsgas abgezogen wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, d a d u r c h g e it does not indicate that the fuel is fed into the reaction chamber from above Verqa.unqsgas from a lower section of the reaction space into an upper section of the reaction chamber is returned, from which the gasification gas a] s production gas is deducted. 4. Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i ch n e t , daß das aus dem unteren Abschnitt des Reaktionsraumes ab-gezogene Vcrgasungsgas gekühlt, anschließend komprimiert, auf ca. 7500 C aufgeheizt und erst dann in den oberen Teil des Reaktionsraumes zurückgeführt wird.4. The method according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i ch n e t that the gasification gas withdrawn from the lower section of the reaction chamber cooled, then compressed, heated to approx. 7500 C and only then put into the is returned to the upper part of the reaction chamber. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Zuschläge zum Brennstoff.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized by Fuel surcharges. 6. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Brennstoff mittels eines gekühlten Brenners von unten durch das Festbett in den Reaktor eingeb-racht wird.6. The method according to claim 1 and one or more of the preceding Claims that the fuel means a cooled burner brought into the reactor from below through the fixed bed will. 7. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Brennstoff und das Vergasungsmittel dem Reaktionsraum von oben aufgegeben und das Produktionsgas unterhalb des Festbettes ab gezogen wird, während die flüssige Asche granuliert und als Granulat ausqeschleust wird.7. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the fuel and the gasification agent enter the reaction chamber from above abandoned and the production gas is drawn from below the fixed bed while the liquid ash is granulated and discharged as granules. 8. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r e h q e k e n n z e i c h n e t , daß der Brennstoff und ein Teil des Vergasungsmittels von oben auS-gegeben werden, das restliche Vergasungsmittel durch den Rost zugeführt, während das Produktionsgas oberhalb des Rostes abgeführt wird. 8. The method of claim 1, d a d u r e h q e k e n n z e i c It does not mean that the fuel and part of the gasification agent are dispensed from above the remaining gasification agent is fed through the grate, while the production gas is discharged above the grate. 9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einen Reaktor, dem einer ein fördermittel der den Brennstoff enthaltende Bunker voraeschaltet- ist und der vorzugsweise eine weitere Fördereinrjchtunq aufweist, die zum Abziehen der Asche dient , d a d u r c h q e k e n n z e i c h n e t , daß das dem Reaktor vorgeschaltete undXoder daß das an sein Unterteil angeschlossene Fördermittel als Pumpe (4) ausgebildet ist, welche einen oder mehrere feste Verdrängerkolben (51, 52) und druckseitig ein oder mehrere Ausiaßventile (56, 57) aufweist, welche bei der vorgeschalteten Pumpe (4) abgabescitis mit dem Druck derReaktcrsphäre beaufschlagt sind, während die Auslaßventile der Aschepumpe abgabeseitig unter Atmosphärendruck stehen. 9. Plant for carrying out the method according to one of the claims 1 to 7 with a reactor, one of which is a conveyor of the fuel containing Bunker is upstream and which preferably has a further conveyor device, which serves to pull off the ashes, d u r c h q e k e n n n z e i c h n e t that that upstream of the reactor andXor that that which is connected to its lower part Funding means is designed as a pump (4) which has one or more fixed displacement pistons (51, 52) and one or more outlet valves (56, 57) on the pressure side, which at the upstream pump (4) discharge scitis is acted upon by the pressure of the reactor sphere are, while the outlet valves of the ash pump on the discharge side are under atmospheric pressure stand. 10. Anlage nach Anspruch 9 , d a d u r c h ge -k e n n z e i c h n e t , daß der Reaktionsraum,in dessen Spitze (19) der Brennstoff und wenigstens ein Teil des Vergasunasmittels zugeführt wird, sich ausgehend von der Zuführunesstelle (8) konisch nach unten erweitert (Fig. 1 und 4).10. Plant according to claim 9, d a d u r c h ge -k e n n z e i c h n e t that the reaction space, in the tip (19) of the fuel and at least a part of the gasification agent is supplied, starting from the supply point (8) widened conically downwards (Fig. 1 and 4). 11. Anlage nach einem der Ansnrüche 9 oder 10, d a du r c h gek e n n z e i c h ne t, daß in der Spitze des sich konisch nach unten erweiternden oberen Peaktorteiles (19) eine Abführung für das im Druck raum erzeuqte Produktionsgas angeordnet ist (Fig. 3).11. System according to one of claims 9 or 10, d a du r c h gek e n n z e i c h ne t that in the tip of the conically downward widening upper Peaktorteiles (19) a discharge for the production gas generated in the pressure chamber is arranged (Fig. 3). 12. Anlage nach Anspruch 10 , q e k e n n z e i c hn e t d u r c h eine im oberen Abschnitt (25) des Reaktors (26) angeordnete Zuführung (27, 28, 39) fflr Brennstoff, rückgeführtes Produktionsgas und Vergasungsmittel und durch einen Zwischenboden (23) mit trichterförmiger öffnuna (24, 40) zur Zuführung von im oberen Teil (25) des Reaktors (26) nicht vergasten Brennstoffes zu dem im unteren Teil (22) des Reaktors (26) angeordneten Rost (35).12. Plant according to claim 10, q e k e n n z e i c hn e t d u r c h a feed (27, 28, 39) arranged in the upper section (25) of the reactor (26) for fuel, recycled production gas and gasification agent and by one Intermediate floor (23) with funnel-shaped opening (24, 40) for feeding in the upper Part (25) of the reactor (26) does not gasify fuel to that in the lower part (22) of the reactor (26) arranged grate (35). 13. Anlage nach Anspruch 12 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Abführung (29) für Klargas aus dem unteren Teil (22)des Reaktors (26) und eine By-pass-Leituna (31) mit einer Gasreiniaunnsanlage (33) für das der Zuführung (28) im oberen Teil (25) des Reaktors (26) aufzuqebende Produktionsgas.13. Plant according to claim 12, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h an outlet (29) for clear gas from the lower part (22) of the reactor (26) and a by-pass Leituna (31) with a gas cleaning system (33) for the supply (28) production gas to be dispensed in the upper part (25) of the reactor (26). 14. Anlage nach Anspruch 10 und einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche , g e k e n n z e i c hn e t d u r c h eine unterhalb des insbesondere kegelförmig angeordneten Rostes (13) angeordnete Abzuqsleitung (17) für Produktionsgas und ein darunter angeordnetes Wasserbad (41) zur Granulierung der Asche mit einer Austragsvorrichtung (42, Fig.4).14. Plant according to claim 10 and one or more of the preceding Claims, g e k e n n n z e i c hn e t d u r c h one below the particular Conical grate (13) arranged Abzuqsleitung (17) for production gas and a water bath (41) arranged below for granulating the ash with a Discharge device (42, Fig. 4). 15. Anlage nach Anspruch 9 l:nd einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche , g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen Brenner (8) zur Zuführung des Brennstoffes und des Vergasungsmittels in der Spitze des kegelstumpfförmig ausgebildeten Rostes (1J) für das Festbett (12, Fig. 3).15. Plant according to claim 9 l: nd one or more of the preceding Claims, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h a burner (8) for supply of the fuel and the gasification agent in the tip of the frustoconical Grate (1J) for the fixed bed (12, Fig. 3).
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