DE2721047C2 - Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen von festen Brennstoffen in einen Vergasungsreaktor - Google Patents

Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen von festen Brennstoffen in einen Vergasungsreaktor

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen von festen Brennstoffen, insbesondere Kohlenstaub, gemeinsam mit Wasser, gegebenenfalls in Mischung mit Gleitmitteln, in einen der Herstellung von Synthesegasen durch autotherme Ver*- ung der festen Brennstoffe mit Wasser und Sauerstoff dienetv den Reaktor der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 bezeichneten Art
Ein derartiges Verfahren ist bekannt (DE-OS 723). Es umfaßt die Plastifizierung der Kohle durch entsprechendes Erhitzen und Fördern der Kohle mittels eines Extruders gegen den Betriebsdruck in der Verbrauchsvorrichtung. Hierdurch wird eine Viskositätserniedrigung der Kohlemasse erreicht und die Kohlemasse kann leicht und mit geringem Energieaufwand extrudiert werden, dem stehen aber erhebliche Anforderungen an die apparative Ausrüstung und die verwendeten Werkstoffe gegenüber.
Es sind Verfahren zur Herstellung von Synthesegasen bekannt, bei denen der feste Brennstoff als Kohle/Wasser-Suspension mit einer Pumpe in den Reaktionsraum eingebracht wird. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß das im Überschuß zugeführte Wasser verdampft werden muß. Dies stellt eine unnötige Wärmebelastung dar und führt zu einer erhöhten Kohlendioxidbildung und damit zu einem starken Anstieg des Sauerstoff- und auch Brennstoffverbrauchs. Ein derartiges Verfahren wird in DE-AS 20 44 310 beschrieben.
Es sind ebenfalls Verfahren bekannt, in denen die Brennstoff-Aufschlämmung vor Druckeingabe in den Vergasungsreaktor soweit erhitzt wird, daß eine möglichst vollständige Verdampfung des Wassers erreicht wird. Die so erhaltene Dispersion wird dann einer Vergasungsanlage zugeführt Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist die schwierige Erwärmung der Kohle/ Wasser-Suspension auf die Verdampfungstemperatur, da die Heizrohre der Erosion durch die festen Brennstoffteilchen ausgesetzt sind.
Es sind außerdem Verfahren zur Überführung von festen Brennstoffen in einem Hochdruckraum bekannt, wobei der feingemahlene Brennstoff in der Zuführungsleitung zum Druckraum mit Preßkolben oder Schnekkenpressen zu einem gasdichten Verschlußstopfen verdichtet werden solL Bei der Vergasung von feinverteilten festen Brennstoffen liegt das Problem vor, in dem Vergasungsreaktor eine ausreichend homogene Brennstoff/Sauerstoff/Dampf-Dispersion einzuführen, wobei bei den bekannten Verfahren der verdichtete Brennstoffpfropfen vor dem Eintritt in den Druckreaktor durch eine Reibeinrichtung wieder in seine ursprüngliche feine Verteilung gebracht wird Deise Reibeinrichrung unterliegt bei eingesetzten festen Brennstoffen einem erhöhten Verschleiß.
Die Aufgabe bestand nun in der Bereitstellung eines Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, zur störungsfreien Förderung, wobei die zu fördernde Kohle im Extruder soweit verdichtet werden mußte, daß Gasdichtjgkeit gegenüber &em unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsreaktor gewährleistet ist
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1 verwirklicht sind.
Angewendet wird das vorliegende Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Synthesegas auf der Basis von Kohlenmonoxid und Wasserstoff durch autotherme Vergasung von festen Brennstoffen, vorzugsweise Kohlenstaub, Wasser und Sauerstoff in einem Reaktor bei einer Temperatur im Bereich von 800 bis 1700°C und einem Druck von IC bis 150 bar.
Das erhaltene Rohsynthesegas w»d dann in bekannter Weise aufgearbeitet Im Reaktor anfallende Asche wird aus dem Sumpf ausgeschleust Die Schneckenpresse kann seitlich oder senkrecht auf dem Reaktor angeordnet sein. Das dem Brenner zugeführte Vergasungsmittel kann Sauerstoff, ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas sein und gegebenenfalls Wasserdampf enthalten. Die wieder in feine Teilchen zerlegte Masse tritt dann in den eigentlichen Vergasungsreaktor ein, wo die Umsetzung der Komponenten erfolgt
Die praktische Anwendung dieses Erfindungsprinzips
ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsformen dargestellt und wird im nachfolgenden erläutert
F i g. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung zur Einführung des Brennstoffs und Feinverteilung mit seitlicher Anordnung der Schneckenpresse; Fig.2 zeigt die Ausführungsform mit senkrechter Anordnung der Schneckenpresse.
Der in der F i g. 1 dargestellten Schneckenpresse 1 wird über Dosieraggregat 2 der feste Brennstoff und über Dosieraggregat 3 Wasser und gegebenenfalls die flüchtigen Zusatzmittel zugegeben. Nach einer Mischzone wird die Schneckenpresse von dem mit dem Brennstoff eingebrachten Gas entlüftet Danach erfolgt die Verdichtung des feuchten Brennstoffs zu einem gasdichten Pfropfen. In dem Brenner 4 wird dieser Festes stoffpfropfen mit Vergasungsmittel in Kontakt gebracht. Bei Eintritt des Brennstoffs in den heißen Reaktor 5 verdampft das Wasser im Brennstoff plötzlich. Dadurch wird eine vollständige Zerstäubung des ver-
dichteten Kohlenstaubs erzielt, so daß eine homogene Kohlenstaub/Sauerstoß/Dampf-Dispersion vorliegt
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegende Erfindung eignen sich als feste Brennstoffe Braunkohle, Steinkohle, Steinkohlenkoks und Petrol- s koks.
Flüssige Zusatzmittel sind flüssige Brennstoffe und Gleitmittel wie Öle, Sulfitablauge oder Melasse. Sie können in Mengen bis zu 40 Gew.-% zugesetzt werden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel illustriert:
Beispiel
Mit Wasser angefeuchtete Steinkohle wird mit der beschriebenen Schneckenvorrichtung in einen füllkörperfreien, ausgemauerten Druckreaktor geführt und unter Zugebe von Sauerstoff/Dampf vergast
Analyse des Brennstoffs
Kohlenstoff 673 Gew.-% bar "C I kcal/kg
Wasserstoff 43 Gew.-% 0C 0C
Sauerstoff 6,6 Gew.-% Reaktoreintritistemperatur 1C °C
Stickstoff 1,13 Gew.-% Kohle 60
Schwefel 137 Gew.-% Sauerstoff kg/h 1500
Wasser 2,60Gew.-% Dampf kg/h
Asche 16,70 Gew.-% Reaktoreingang kg/h 220
Heizwert HUwaf 36,6 MJ/kg(779C Steinkohle 140
Verfahrensbedingungen und Ergebnisse Wasser NmVh 400
der Vergasung: Dampf
Vergasungsdruck Reaktorausgang VoL-% 606
Vergasungstemperatur Rohgasstrom, trocken Vol.-% 49
Rohgasanalyse: Vol.-% 131
H2 Vol.-%
CO Vo!.-% 1091
CO2 Vol.-%
CH4 unverbrannter Kohlenstoff Gew.-% 32,4
H2S Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 59,2
N2 7.1
0,1
0,5
0,7
3,0
20
25
35 40 45 50 55 60 65

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen von festen Brennstoffen, insbesondere Kohlenstaub, gemeinsam mit Wasser, gegebenenfalls in Mischung mit flüssigen Brennstoffen oder Gleitmitteln, in einen der Herstellung von Synthesegasen durch autotherme Vergasung der festen Brennstoffe mit Wasser und Sauerstoff bei Temperaturen im Bereich von 800 bis 17003C und einem Druck von 10 bis 150 bar dienenden Reaktor Ober einen Brenner, wobei der Brennstoff mittels einer Schneckenpresse auf einen Druck oberhalb des im Reaktor herrschenden Drukkes verdichtet, gegebenenfalls entlüftet und der mit Wasser versetzte Brennstoff, gegebenenfalls mittels eines Strahles des Vergasungsmittels auf den verdichteten Brennstoff, zerstäubt und mit Vergasungsmittel zur Reaktion gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der feinteilige feste Brennstoff in einer Doppelwellen-Schneckenmaschine vor der Verdichtung mit 2 bis 30 Gew.-% Wasser angefeuchtet, innig vermischt und entlüftet sowie der gasdichte, feuchte Brennstoffpfropfen, insbesondere Kohlenstaubpfropfen dem Reaktionsraum des Reaktors zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem feinteiligen festen Brennstoff zugesetzte Menge des Wassers geringer als die zur Bildung des Synthesegases erforderliche ist und weiteres WasirvT dem Reaktor als Dampf zugeführt wird.
DE2721047A 1977-05-11 1977-05-11 Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen von festen Brennstoffen in einen Vergasungsreaktor Expired DE2721047C2 (de)

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