DE2715927C3 - Verfahren zum Vorwärmen zur Flugstrom-Voroxidation von backender, zu Staub gemahlener Kohle - Google Patents

Verfahren zum Vorwärmen zur Flugstrom-Voroxidation von backender, zu Staub gemahlener Kohle

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DE2715927C3 DE19772715927 DE2715927A DE2715927C3 DE 2715927 C3 DE2715927 C3 DE 2715927C3 DE 19772715927 DE19772715927 DE 19772715927 DE 2715927 A DE2715927 A DE 2715927A DE 2715927 C3 DE2715927 C3 DE 2715927C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen zur I lugstrom-Voroxidation auf unter 0.2 mm. Vorzugs weise unter 0.1 mm gemahlenen Staub von hackender Kohlt auf cmc Oxidaticinstcniperatur von ca. 400 ('. der bei etwa «leicher Temperatur durch freien Sauerstoff enthaltende, erhitzte Rcaklionsgase (wie Rauchgas. Luft, sauersloffangereicherte Luft. Dampf Sauerstoff Gemische oder ahnliches) kurzzeitig fur ilen I ins.iiz in eine anschließende riugslrom Ent und/oder feil \cr gasuiig in mehreren Stufen inner verschiedenen Belastungen anoxierl wird, wobei die Abwalmung des Kohlenstaubes avf die Oxulalionsiempcralur dunIi direkten Warmetausch mn dem in der [ Iiigstrom I nt und.oder TeiWergasung erzeugten (las eriolgi. KoIi lenstaub und Gas anschließend getrennt, und tier Kohlenstaub dem Reaklionsgas zur Oxidation zugeteilt wird.
/ur Beseitigung oder Minderung der Uackfahigkcil der Kohle ist bekannt, die stuckige oder slaiibforinige Kohle Behandlungstenipcraliiren von 50 ( Ins etwa 300 ( wahrend Wochen bis /\\ Minuten auszusetzen Auch die Schnelloxidalion von slaubformigcr Kohle im I lugstrom bei Temperaturen von i'>0 bis 4Ί0 ( und BehandlungsziMlen von weniger ,ils h see ist /um gleichen /weck bekannt.
Aus der Dl AS 10 JH 227 ist ein Verfahren zur l'.ni und Vergasung vorwiegend staiihformiger Brennstoffe bekannt, das in einem Zyklon, also im I lugsirom. vor sich geht. Der unvorbehandelte BrennsK.ffslaub wird dazu vorgewärmt, was entweder durch heiße Tragerlufl oder Rückführung und Verbrennung unter Luftnüingcl von Produktgas oder aber durch Mischen mit aus dem Zyklon abgezogenen Brcnnstofflcilcn erfolgen kann.
Die GU-PS 1 19 225 beschreibt ein Verfahren /um Oxidieren von Kohle zum Vermindern von deren !Jackfnhigkeit mittels saticrsioffhalliger Rcaklioflsgasc bei Temperaturen oberhalb der Schweltcmperatur der Kohle in einer Wirbelschicht. Dazu wird die Staubkohle vorgewärmt durch Rückführung der Heiß- und Kühlgnse nach der Kohlenstaubabtrennung zur Trocken- und Vorheizstufe für die Einsatzkohle.
Bei dem »Verfahren zum Herstellen von Synthese-
■> gas« in einem Flugstrom vergaser nach DE-OS 25 12 317 wird der Brennstoff, Kohle, Braunkohle usw. auf unter 13 cm gebrochen und nach Trocknung durch das Produktgas im Flugstrom vergast. Die Trocknung gehl innerhalb einer Sekunde vor sich. Der Brennstoff
ίο erreicht dabei eine Temperatur von ca. 230"C bei einer Gaseintrius-Temperaturvonca. 1000° C.
Aus »VGß Krafiwerktechnik'·, 1974, S. 529. ist bekannt, die Kohle /u mahlen und mit Rauchgas vorzutrocknen. Nach Abtrennung des Raucligüses wird der Kohlenstaub durch das bereits erzeugte heiße Gas aufgeheizt. Nach dessen Abtrennung wird der Kohlenstaub unter Zugabe von Luft oder Sauerstoff voroxidiert. Danach .vird durch Teilverbrennung die für die Kohlenstaubentgasung erforderliche Temperatur erreicht. Unter Zugabe von gebundenem Sauerstoff wird dünn eine Teüvergasung der Kohle erreicht.
Bei der .Schnelloxidation. (vgl. »Brennstoff-Warme Kraft«. 1474. usw.) wird der Kohlenstaub im [ lugsirom zunächst auf die Oxidationslemperatur. z.B. 400 C.
21J gebracht und bei dieser Temperatur eine bestimmte Zeit, beispielsweise 3 see, belassen. Dabei üringt cm Feil des Sauerstoffes des Oxidationsmittels, das in der Regel gleichzeitig das Fördermittel des Staubes ist. in die äußere Hülle lies Kohlenkornes ein. und in dessen
»ι äußeren, nur tausendstel Millimeter starken Schicht werden Umsetzungen mit der Kohlesubstanz hervorgc rufen, die zur Beseitigung der Backfalugkeit in dieser äußeren Schicht fuhren. Anschließend wird die Kohle im f lugsirom teilen!- bzw. vergast, um den Schwefelgchall
!"· im Koks /\\ verringern, der dann in einem Kraftwerk verbrannt wird.
/ur AufwäriiHing des Kohlenstaubes auf die Oxula lionstemperatur (vgl. ')!■'■ |'S UOi 729) isi bereils bekannt, ilen Kohlenstaub mn I.lift als I order und
■ι» Oxidationsmittel in einem Wärmetauscher durch null rekle Wärmeübertragung aufzuheizen. Dabei strom! d.is vorerwärmlc l.tifi Kohlegeiiusch durch oder um Rohre, die von außen oder innen, ζ IV durch Rauchgase beheizt werden. Die Warme wird dabei vom Raiiihgas
·'> durch ilie Rohrwand auf das Staub l.iiflgemisch übertragen. Nachteile dieses Verfahrens hegen in der Schwierigkeit der gleichmäßigen Aufteilimg des KoIv leiislaub l.uflgcmisches auf die Vielzahl der Rohre bzw iibcr den (Jucrschniii des Wärmetauschers. Daneben
">" sind die nicht geringen Verschleißbeansprichuiigcn der warineüberlragendeii I leizflachen /\\ nennen
Im übrigen betrifft diese Druckschrift ein Verfahren zur Anoxiilalion i'iid nachfolgenden I nliMsinig von blickendem Bicnnslotislaub. bei dem nn-hr als ί kg
" Kohlenstaub pro Noimalkiiliikmeler Tragergas wall rend weniger als 4 see. bei 320 bis 420 C anoxidierl und wahrend weniger als h see. enigaM wird. Dabei wird das gewonnene (ias als Träger und/oder Icilvcrbren niingsgas benutzt, besonders für die Mnlgasiingssl.ife.
h" Die Anoxidalioii wird dabei :n der aus mehreren aufciiiancld'fülgcildcn Teilen bestehenden Anoxidationsstüfc unter ver.schiedcnt.i Belastungen vorgenonv iiicn.
Es ist auch aus »Brennstoffe Wiirmc*Krafi«, a.a.O.
·" bekannt, daß die Oxidation des Kohlenstaubes im Luftstrom umso intensiver ist, je höher die Bcladungsdichlc des Flugstromes und dessen Sauerstoffgehalt ist. Vor allem aber ist die Oxidatiünsgeschwindigkeit des
Kohlenstaubes exponentiell von der Temperatur abhängig·
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, das es ermöglicht, durch direkten Wärmeaustausch mit bei cur Schnellen!- gasung und/oder Schneüvergasung erzeugtem Gas unter guter Ausnutzung von dessen Wärmeeinhalt den Kohlenstaub auf eine möglichst hohe Oxidationstemperatur vorzuheizen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Gas der Flugstrom-Ent- und/oder Teil-Vergasung nach Trennung vom Koksstaub in mehreren Stufen dem Kohlenstaub dergestalt zugeteilt wird, daß dabei allenfalls die Kornfraktion unter 0,005 mm bis höchstens 1 /10 Sekunde bis in den plastischen Bereich der Kohle erhitzt wird.
Schnellenigasung und Schnellvergasung — vollständige oder teilweise Vergasung — können in einem System einzeln oder in Kombination verwandt werden. Das aus der Schneficntgasung austretende Gas hat im >o allgemeinen Temperaturen von 800 bis 1200"C. das aus der Schnellvcrgasung ausireiende Gas hat Temperaturen oberhalb von I2CO"C, vorzugsweise Temperaturen oberhalb 13000C. Die Oxidationstemperatur, die im allgemeinen J50 bis 450"C bclrägl, liegt dicht unter dem r, plastischen Bereich der Kohle. Bei der Aufwärmung des Kohlenstaubes muß daher darauf geachtet werden, daß nicht ein/eine Fraktionen des Kohlegemenges in dem plastischen Bereich oder sogar darüber hinweg erhii/t werden, was /u entsprechenden Backerscheinungen jo führen würde. Aus diesem Grunde erfolg! eine stufenweise /.umischung des heißen Gases /11 dem aiif/uhei/endcn Kohrcnstaub in tier Weise, daß sichergestellt ist, daß höchstens die kleine Fraktion unter 0,005 mm bis knapp unter 50011C erhitzt wird. Diese kleine Fraktion hat im allgemeinen den höchsten Aschegehalt und enthält am wenigsten der Anteile, die das Backen der Kohle verursachen. Es ist daher möglich, diese Korngrößen gefahrlos bis auf die Backtemperalur zu erhitzen und damit die größeren Körner, die sich nicht so schnell erwärmen, ebenfalls einer höheren Temperatur auszusetzen. Damit wird der Wärmeübergang auf den Kohlenstaub insgesamt verbessert und die Abwärme der Heizgase besser genutzt.
Bei der Trennung des abgekühlten Gases von dem erwärmten Kohlenstaub wird ein geringer Teil des Kohlenstaubes im Gas verbleiben. Er wird mit /ur Gasi Einigung gefördert und dort abgeschieden. Dieser Kohlenstaub kann dann, eventuell mit gemeinsam abgeschiedenen kondersierbaren Bestandteilen, einem gegebenenfalls angeschlossenen Dampferzeuger zugeführt, in die Ent- oder Vergasungsstufe eingebracht oder ;iuch z. B. an der Mischstelle vom heißen Gas mit dem kalten Kohlenstaub diesem wieder zugesetzt werden.
Die Vorwärmstrecke für den Kohlenstaub kann sich unmittelbar dem Koksstaubabscheider hinter der Entgasungs- und/oder Teilvergasungsstrecke anschließen.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lijgen d;.rin. daß zur Aufwärmung des Kohlenstaubes die im System anfallende Abwärme weitgehend genutzt wird, die apparative Einrichtung dazu sehr einfach ist und die gegebenenfalls bei de Aufwärmung aus der Kohle bereits austretenden Gase mit dem Heizgas, das aus der Entgasung oder Vergasung kommt, abgeführt werden.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Vorwärmen zur Flugstrom-Voroxidation von auf unter 0,2 mm, vorzugsweise unter 0,1 mm gemahlenen Staub backender Kohle auf eine Oxidationstemperatur von ca. 4000C, der bei etwa gleicher Temperatur durch freien Sauerstoff enthaltende, erhitzte Reaktionsgase (wie Rauchgas, Luft sauerstoffangereicherte Luft, Dampf-Sauerstoff-Gemisch o. ä.) kurzzeitig für den Einsatz in eine anschließende Flugstrom-Ent- und/oder -Teil-Vergasung in mehreren Stufen, unter verschiedenen Belastungen anoxidiert wird, wobei die Aufwärmung des Kohlenstaubes auf die Oxidaiionstemperatur durch direkten Wärmetausch mit dem in der Flugstrom- Ent- und/oder -Teil-Vergasung erzeugten Gas erfolgt. Kohlenstaub und Gas anschließend getrennt, und der Kohlenstaub dem Reaktionsgas zugeteilt wird, dadurch gekennzeichnet. d;;ß Gas der FlugsironvEnt und/oder Teil Verga sung nach Trennung vom Koksslaub in mehreren Stufen dem Kohlenstaub dergestalt zugeteilt wird, daß dabei allenfalls die Kornfraklion unter 0.005 mm bis höchstens '/,„Sekunde bis in den plastischen Bereich der Kohle erhitzt wird.
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