DE2707266A1

DE2707266A1 - Verfahren zur vergasung von feinkoernigen bis staubfoermigen brennstoffen

Info

Publication number: DE2707266A1
Application number: DE19772707266
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dutz; Eberhard Goeke; Gerhard Dipl Chem Dr Preusser
Original assignee: Krupp Koppers GmbH
Current assignee: Krupp Koppers GmbH
Priority date: 1977-02-19
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1978-08-24
Also published as: JPS53105503A; TR20119A; PL108374B1; CA1103029A; BR7800957A; DD134542A5; IN148121B; ZA78451B; US4207081A; PL204668A1

Description

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Eseen, den 18. 2. 1977 N 4721/8 h Dr. Ha/Wi.

KRUPP-KOPPERS GMBH, 4300 Essen, Moltkestrasse 29 Verfahren zur Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen Brenns toffen .

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffen unter erhöhtem Druck, bei dem der zu vergasende Brennstoff über einen unter erhöhtem Druck stehenden Schleusenbehälter in den Vergaser eingespeist wird.

Bei der Vergasung (Partialoxydation) von feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffen unter erhöhtem Druck stellt die Eintragung des umzusetzenden Brennstoffes in den unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsraum zweifellos eines der Kernprobleme dar. Es hat deshalb bereits in der Vergangenheit nicht an Vorschlägen zur Lösung dieses Problems gefehlt.

So ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem der feinkörnige bis staubförmige Brennstoff mit einer geeigneten Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser oder niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe, zu einer Suspension angemaischt wird. Diese Suspension wird dann vermittels einer Pumpe auf den Vergaeungsdruck verdichtet. Anschlieesend wird die Flüssigkeit verdampft, wodurch die Aufwirbelung der Brennstoffteilchen herbeigeführt wird, so dass diese im relativ fein verteilten Zustande vergast werden

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können. Der Nachteil dieser Arbeitsweise ist jedoch darin zu sehen, dass die verdampfte Flüssigkeit entweder an der Vergasung mit teilnehmen muss und so deren Ergebnis in unerwünschter Weise beeinflussen kann, oder es sind umfangreiche Nebeneinrichtungen zur vorherigen Abscheidung und Rückführung dieser Flüssigkeit erforderlich*

Eine weitere Möglichkeit, staubförmige bis feinkörnige Brennstoffe aus einem unter Nomaldruck stehenden Raum in einen unter erhöhtem Druck stehenden Raum einzubringen, besteht in der Anwendung eines

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Schleusensystems aus zwei Schleusenbehältern, die abwechselnd zum Einfüllen drucklos gemacht und zum Entleeren unter Druck gesetzt werden. Jedoch ist auch diese Arbeitsweise apparativ aufwendig und für das abwechselnde Entspannen und Verdichten von Inertgas in den Schleueenbehältern ist eine erhebliche Kompressionearbeit zu leisten, die relativ hohe Betriebskosten verursacht.

Es sind deshalb bereits vor einigen Jahren von der Anmelderin Versuche unternommen worden, den feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoff unmittelbar, das heisst unter Vermeidung einer Anmaischung in einer Hilfsflüssigkeit, vermittels Kolbenpressen in den unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsraum zu fördern. Bei diesen Versuchen ging man jedoch von der Vorstellung aus, dass eine Agglomeration des su fördern .den Brennstoffes nicht nur unvermeidlich sondern sogar wünschenswert ist.

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Man hat deshalb eine Arbeitsweise vorgesehen, bei der der zu fördernde Brennstoff in einem kanalartigen Gang zwischen den Räumen verschiedenen Druckes zu einem Verschlussstopfen verdichtet wird, der für eine Abdichtung des unter erhöhtem Druck stehenden Raumes gegenüber dem unter Normaldruck stehenden Raum sorgen soll. Es zeigte sich jedoch, dass bei dieser Arbeitsweise die gebildeten Verschlussstopfen nicht im ausreichenden Masse gas- bzw. druckdicht waren. Aueserdem bleibt in diesem Falle die Körnung des eingesetzten Brennstoffes nicht erhalten. Es findet vielmehr eine Agglomeration statt, die bis zu brikettähnlichen Gebilden führt. Deshalb ergibt sich hier die Notwendigkeit des Wiederzerkleinerns des gebildeten Verschlussstopfens, denn für die nachfolgende Vergasung ist es unbedingt erforderlich, dass der Brennstoff im feinkörnigen bis ataubförmigen Zustande aufgelockert zur Verfügung steht. Das Wiederzerkleinern des Verschlussstopfene bereitet aber erhebliche Probleme und hat bisher eine praktische Anwendung dieser Arbeitsweise verhindert.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vergasung von feinkörnigen bis etaubförmigen Brennstoffen unter erhöhtem Druck zu schaffen, bei dem die vorstehend geschilderten Schwieirgkeiten vermieden werden. Insbesondere sollen die Vergasung beeinträchtigende Agglomerierungen bei der Eintragung des Brennstoffes vollständig ver-"mieden werden. Der Brennstoff soll vielmehr in fliesefähiger und fluidi-

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sierbarer Form eingetragen werden, so dass eine Wiederzerkleinerung desselben nach dem Eintrag nicht mehr erforderlich ist. Gleichzeitig soll dabei der Brennstoff in relativ einfacher Weise aus dem unter Normaldruck stehenden Raum in den unter erhöhtem Druck stehenden Raum gefördert werden, ohne dass hierbei eine Hilfsflüssigkeit zur Anwendung gelangen muss.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffen unter erhöhtem Druck, bei dem der zu vergasende Brennstoff über einen unter erhöhtem Druck stehenden Schleusenbehälter in den Vergaser eingespeist wird, wobei gemäss der Erfindung der Brennstoff unter Vermeidung von Agglomerationen vermittels einer Feststoff pumpe aus dem unter Normaldruck stehenden Vorratsbehälter in den Schleusenbehälter gefördert wird.

Die vorgeschlagene Arbeitsweise muss im Hinblick auf den verstehend geschilderten Stand der Technik durchaus als erfinderisch angesehen werden. Es hat «ich gezeigt, dass es mit Hilfe von handelsüblichen Fe sts to ff pumpen möglich ist, den zu vergasenden Brennstoff unter Vermeidung von Agglomerationen in den unter erhöhtem Druck stehenden Schleusenbehälter einzuspeisen, wobei die Fördermenge auch konstant gehalten werden kann.

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Als besonders geeignet für diese Aufgabe hat sich eine unter dem Namen Doppelkolbenpumpe bekannte Konstruktion erwiesen, die bisher vorzugsweise zum Transport von dicken, zähflüssigen Medien oder Schlämmen mit hohen Feststoffgehalten eingesetzt wurde. Das Arbeitsprinzip dieser Doppelkolbenpumpe besteht darin, dass die beiden parallel laufenden, hydraulisch angetriebenen und elektrisch oder pneumatisch gesteuerten Kolben den zu fördernden Brennstoff wechselseitig in ein gemeinsames Sammelrohr fördern, welches unmittelbar mit dem unter erhöhtem Druck stehenden Schleusenbehälter verbunden ist. Beim Ansaugen der Kolben entsteht ein Vakuum, durch das der zu fördernde Brennstoff aus dem unter Normalsdruck stehenden Brennstoffbunker abgesaugt werden kann.

Die Fördermenge des Brennstoffes kann beim erfindungsgemässen Verfahren durch Teilfüllung der Festste ff pumpe oder durch Einstellung der Drehzahl derselben geregelt werden. Ausserdem ist es möglich, die Beschickung des Schleusenbehälters in Abhängigkeit vom Bunkerstand dadurch zu, steuern,, dass im Schleusenbehälter Schaltkontakte angeordnet werden, die beim Erreichen eines gewissen Minimal- oder Maximalstandee das Ein- oder Abschalten der Feststoffpumpe bewirken.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird der Schleusenbehälter- vorzugsweise unter dem gleichen oder annähernd ' gleichen Druck gehalten wie der Vergaser. Der Vergasungsdruck kann

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bis zu 80 atü betragen. Das heisst, das erfindungsgexnässe Verfahren kann sowohl bei relativ niedrigem Vergasungsdruck bis etwa 5 atü als auch bei einem Vergasungsdruck oberhalb 20 atü eingesetzt werden, wie er heute vielfach in der Kohlestaubvergasung üblich ist.* Im übrigen ist es hinsichtlich der Vergasungsbedingungen und der einzusetzenden Brennstoffe keinen besonderen Einschränkungen unterworfen. Es können vielmehr die allgemein üblichen Vergasungsbedingungen zur Anwendung gelangen, weshalb auf die Einzelheiten des Vergasungsprozessee hier nicht näher eingegangen zu werden braucht.

Nachfolgend soll das erfindungsgemässe Verfahren an Hand der in der Abbildung dargestellten Schemazeichnung noch weiter erläutert werden. Diese zeigt in vereinfachter Form eine Anlage zur Durchführung des er· findungsgemässen Verfahrens.

Der zu vergasende feinkörnige bis etaubförmige Brennstoff wird dabei durch die Leitung 1 in den unter Normaldruck stehenden Vorratsbehälter 2 gefördert, über das Abschlussorgan 3 und die Leitung 4 gelangt der Brennstoff in die Feststoffpumpe 5. Hierbei kann es eich um eine sogen. Doppelkolbenpumpe handeln, die mit ihrem Sammelrohr unmittelbar am Schleusenbehälter 6 angeflanscht ist. Der Schleusenbehälter 6 steht in diesem Falle unter dem gleichen erhöhten Druck wie der Vergaser 7 . Bei der Förderung des feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffes in

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der Feststoffpumpe 5 findet keine Agglomeration statt, so dass dieser im Schleusenbehälter 6 in fliessfähiger und fluidisierbarer Form vorliegt und deshalb aus diesem unmittelbar über das Zuteilorgan 8 und die Leitung 9 in den Vergaser 7 eingespeist werden kann. Bei dem Vergaser kann eine Konstruktion beliebiger bekannter Bauart, wie beispielsweise der Koppers -Totzek-Vergaser, zur Anwendung gelangen. Die Leitungen 10 und 11 dienen der Zuführung der übrigen Reaktionsmedien wie Luft oder Sauerstoff und Wasserdampf. Das erzeugte Gas wird durch die Leitung 16 aus dem Vergaser 7 abgezogen, während die Schlacke durch die Leitung 17 entfernt wird. Im Schleusenbehälter 6 sind die Schaltkontakte 12 und 13 angeordnet, durch die bei Erreichen des Minimal- bzw. Maximalstandes des Brennstoffes über die unterbrochen gezeichneten Impulsleitungen 14 und 15 ein Ein- bzw. Ausschalten der Feststoffpumpe 5 bewirkt wird.

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Claims

-V 270726JL 18. 2. 1977 N 472l/8h Patentansprüche

1.) Verfahren zur Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffen unter erhöhtem Druck, bei dem der zu vergasende Brennstoff über einen unter erhöhtem Druck stehenden Schleusenbehälter in den Vergaser eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff unter Vermeidung von Agglomerationen vermittels einer Feststoff pumpe aus dem unter Normaldruck stehenden Vorratsbehälter in den Schleusenbehälter gefördert wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vergasungsdruck bis zu 80 atü gearbeitet wird.

3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusenbehälter unter dem gleichen oder annähernd gleichen Druck gehalten wird wie der Vergaser.

4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Feste to ff pumpe eine sogen. Doppelkolbenpumpe verwendet wird.

5.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge des Brennstoffes durch Teilfüllung der Feststoffpumpe geregelt wird.

ORIGINAL INSPECTED

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6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge des Brennstoffes durch entsprechende Einstellung der Drehzahl der Feätstoffpumpe geregelt wird.

7.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickung des Schleusenbehälters in Abhängigkeit vom Bunkerstand durch im Schleusenbehälter angeordnete Schaltkontakte gesteuert wird, die das Ein- oder Abschalten der Feststoffpumpe bewirken.