DE2721677A1

DE2721677A1 - Verfahren zum verstromen schwefelreicher kohle

Info

Publication number: DE2721677A1
Application number: DE19772721677
Authority: DE
Inventors: Ernst E Dr Donath
Original assignee: WESTFAEL ELEKT WERKE
Current assignee: WESTFAEL ELEKT WERKE
Priority date: 1977-05-13
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1978-11-16

Description

"Verfahren zum Verstromen schwefelreicher Kohle"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verstromen schwefelreicher Kohle, bei dem die Kohle zunächst entschwefelt wird und ein Kraftwerksabgas mt niedrigem Schwefelgehalt anfällt.
Die staatlichen Vorschriften für die Reinerhaltung der Luft bedingen für nicht mit einer Abgasreinigung zum Entfernen von Schwefeldioxyd ausgestattete Kraftwerke einen Schwefelgehalt der Kohle von höchstens 0,7%. Dem entspricht eine Schwefeldioxydemission von etwa 0,5 kg je kJ der Kohle. Teilweise ist auch eine Schwefeldioxydemission von 0,8 kg Schwefeldioxyd je kJ zulässig.
Da jedoch nicht überall Steinkohle mit einem Schwefelgehalt von höchstens 0,7% zur Verfügung steht und der Schwefelgehalt der Steinkohle bis 2,0% gehen kann, sind entweder kostspielige Reinigungsanlagen für das Kesselabgas erforderlich oder es kommt mit der Zeit zu einer Verknappung des Brennstoffangebots für Kraftwerke. Dem ließe sich begegnen, wenn s möglich wäre, Steinkohle mit einem Schwefelgehalt bis 2,0% in Kraftwerken ohne Abgasreinigung einzusetzen.
Es sind bereits Verfahren zum Entschwdeln von Kohle durch Vergasen oder Verflüssigen bekannt. Ein wesentlicher Nachteil der Kohlevergasung besteht jedoch darin, daß die Vergasungsgeschwindigkeit dem Energiebedarf des Kraftwerks entsprechen muß. Das ist insofern schwierig, als der Energiebedarf im Verlaufe eines Tages starken Schwankungen unterliegt und demzufolge der Brennstoffbedarf eines Kraftwerks entsprechend unterschiedlich ist. Dem auf der Kohlevergasungsseite Rechnung zu tragen, geht nur auf Kosten der Wirtschaftlichkeit.
Ein zweistufiges Verfahren zum Druckvergasen von Kohle bei erhöhter Temperatur und zum Entfernen des Schwefels ist aus der US-Patentschrift 3 746 522 bekannt und ergibt einen fes-ten Brennstoff mit niedrigem Schwefelgehalt sowie ein methanreiches Produktgas. Die bei diesem Verfahren anfallende entgaste Kohle wird zum Befeuern von Dampfkesseln in Kraftwerken eingesetzt, während das gereinigte methanreiche Produktgas als SNG Verwendung findet. Es ist allerdings nicht erforderlich, Kohle mit hohem Schwefelgehalt völlig zu entgasen, um eine Kohle mit hinreichend niedrigem Schwefelgehalt für Kraftwerkskessel ohne Abgasentschwefelung zu gewinnen. So ist es möglich, bei der Umwandlung schwefelreicher Kohle zu einem Kdks mit für die Kesselbefeuerung von Kraftwerken ausreichend niedrigem Schwefelgehalt, die Kohle bei erhöhter Temperatur und Normal-druck nur teilweise zu vergasen und nur die besonders leicht reagierenden flüchtigen Bestandteile zu entfernen, um eine Kohle mit niedrigem Schwefelgehalt und ein Produktgas herzustellen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verstromen von Kohle mit hohem Schwefelgehalt und dabei zum Vergasen der Kohle zu einem Brennstof mit niedrigem Schwefelgehalt zu schaffen, der sich zum Befeuern von Kraftwerkskesseln eignet und nicht mehr Schwefel enthält, als nach den Emissionsschutzbestimmungen zulässig ist. Dabei soll das Verfahren wirtschaftlich arbeiten und dem zeitlich schwankenden Energiebedarf Rechnung tragen.
Die Lösung der vorerwähnten Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem Kohle mit hohem Schwefelgehalt in einem Reaktor mit Heißluft bestimmter Temperatur und Menge umgesetzt und die dabei anfallende entgaste und teilvergaste Kohle in dem Produktgas ausgetragen wird. Die entschwefelte und teilvergaste Kohle wird mit dem Produktgas als Trägergas aus dem Reaktor entfernt und abgetrennt, zwischengespeichert sowie bedarfsweise einem Kraftwerkskessel zugeführt. Nach dem Entfernen von Schwefelwasserstoff und anderen Verunreinigungen wird das feststofffreie Produktgas ebenfalls im Kraftwerk verfeuert.
Der Kohlenstoffträger, beispielsweise Staubkohle, für die erfindungsgemäße Re-aktion mit vorgewärmt er Luft besitzt vorzugsweise einen Schwefelgehalt bis 2,5%. Die Luft wird vorzugsweise auf 4820C erwärmt und reagiert mit dem Kohlenstoffträger in dem Reaktor vorteilhafterweise bei einer Betriebstemperatur von mindestens 982 0C, besser noch von mindestens 10930C, bei einer Verweilzeit von 0,5 bis 3,0s.
Unter diesen Voraussetzungen kommt es zu einer äußerst schnellen Reaktion des Kohlenstoffträgers und der Luft sowie zu einer vorzugsweise 35- bis 60%igen Teilvergasung.
Im einzelnen hängt der Vergasungsgrad in erster Linie vom Schwefelgehalt der Kohle und von dem angestrebten Schwefelgehalt des Kesselbrennstoffs ab. Im allgemeinen liegen die Schwefelgehalte des Kesselbrennstoffs und des Produktgases bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geringer als der Schwefelgehalt des Ausgangsmaterials, insbesondere aber als der Schwefelgehalt eines Kraftwerksbrennstoffs aus Koks und Produktgas auf der Basis des Heizwertes einer Kohle mit unter 0,7% Schwefel. Der betreffende Schwefelgehalt liegt jedenfalls unter den maximal zulässigen Werten für Kraftwerke ohne Abgasreinigung zum Entfernen des Schwefeldioxyds.
Unter dem Begriff Teilvergasung ist in diesem Zusammenhang ein rasches Erhitzen der Kohle in Anwesenheit eines Reaktionsmittels wie Luft und das Freisetzen der am leichtesten reagierenden flüchtigen Bestandteile der Kohle zu verstehen, bei dem einerseits eine koksartige Kohle und andererseits ein Produktgas mit einem eine Verbrennung erlaubenden verhältnismäßig hohen Heizwert und Wasserstoffgehalt zu verstehen.
Das Produktgas mit der teilvergasten Kohle wird vorzugsweise durch einen Abhitzekessel geführt, um Abhitzedampf für das nachgeordnete Kraftwerk zu erzeugen. Anschließend wird der Koks abgetrennt und das Produktgas gereinigt sowie einer Gasturbine des Kraftwerks zugeführt. Der abgetrennte Kohlenstaub wird bei einer Temperatur von mindestens 482°C,vorzugsweise mindestens 593°C gebunkert und steht als Brennstoff für eine Kohlenstaubfeuerung zur Verfügung. Insofern ergeben sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren drei verschiedene Energieträgew nämlich der Abhitzedampf, das Produktgas und die Heißkohle.
Vorzugsweise werden der Abhitzedampf und das gereinigte Produktgas während des Schwachlastbetriebs in Dampf- und Gasturbinen eingesetzt, während die Heißkohle erst während der Belastungsspitzen als Zusatzbrennstoff bedarfsgerecht verfeuert wird. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, einen Teil des Kohlenstau zusammen mit dem Produktgas zu verfeuern und lediglich den restlichen Kohlenstaub heißzubunkern. In jedem Falle werden die entschwefelte und teilvergaste Kohle sowie das gereinigte Produktgas dem Kraftwerk in einer dem Brennstoff- bzw. Energiebedarf entsprechenden Menge zugeführt. Gleichwohl kann der Vergasungsreaktor jederzeit voll gefahren werden, um eine entschwefelte und teilvergaste Kohle sowie ein Produktgas und damit Brennstoffe zu gewinnen, die für eine Verwendung in Kraftwerken ohne Abgasreinigung geeignet sind.
Mithin lassen sich nach den erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Kohlenstoffträger mit hohem Schwefelgehalt Brennstoffe mit einem Schwefelgehalt gewinnen, der eine Verwendung in Kraftwerken ohne Abgasreinigung auch unter Berücksichtigung der üblichen Vorschriften des Umweltschutzes erlaubt. Dies ermöglicht die erfindungsgemäße Teilvergasung eines ansonsten für die Verwendung in Kraftwerken ohne Abgasreinigung wegen seines hohen Schwefelgehaltes nicht zulässigen Brennstoffs mit Heißluft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Auführungsbeispiels und der Zeichnung des näheren erläutert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Kohlenstaub mit einer für eine Kesselfeuerung geeigneten Teilchengröße und einem Schwefelgehalt von vorzugsweise bis 2,5% aus einem Bunker 10 über eine Leitung 12 einem Staubförderer 14 zugeführt. Der Staubförderer 14, beispielsweise ein Zuteiltrichter oder ein Kolbenförderer, speist den Kohlenstaub über eine Leitung 16 von oben in einen Entgasungsreaktor 18 ein. In einem Wärmeaustauscher 20 wird die Reaktionsluft von dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anfallenden Produktgas auf eine Temperatur von mindestens 4270C, vorzugsweise mindestens 5100C vorgewärmt und anschließend über eine Leitung 22 zu dem Vergasungsreaktor 18 geführt. Der Kohlenstaub besitzt eine Teilchengröße, die es der Luft und dem Produktgas erlaubt, als Trägergas zu fungieren.
Der Reaktor 18 wird bei einer Temperatur von 9820C, vorzugsweise 1093°C bis zur Schmelztemperatur der Asche betrieben und besitzt im allgemeinen einen über Normaldruck liegenden Innendruck, der ausreicht, den Druckabfall in einem Abhitzekessel, einem Staubabscheider, einem Wärmeaustauscher und weiteren Anlageteilen auszugleichen. Das gleichzeitige Abwärtsströmen des Kohlenstaubs und der vorgewärmten Luft führt zu einer Verweilzeit unter 3 s, vorzugsweise von 0,5 bis 2 s bei einer Kohle mit einem Schwefelgehalt von 2,0 bis 2,5%. Unter den vorerwähnten Bedingungen kommt es zu einer Schnellvergasung des Kohlenstaubs von mindestens 35%. Vorzugsweise übersteigt die Vergasung 50 bis 60% in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt der Kohle und dem angestrebten Restschwefelgehalt des Kohlenstaubes nicht.
Beim Vergasen in dem Reaktor 18 fällt ein Kohlenstaub mit niedrigem Schwefelgehalt in einem Methan, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und Kohlenoxyde enthaltenden Produkt -bzw. Trägergas mit vergleichsweise hohem Heizwert an. Die Teilvergasung bewirkt dabei, daß nur die flüchtigen Bestandteile mit hohem Reaktionsvermögen mit der vorgewärmten Luft reagieren. Dabei fällt eine Saubkohle mit gegenüber dem Ausgangsmaterial geringerem Schwefelgehalt an. Demgemäß liegt der Gesamtschwefelgehalt des Produktgases und des Kohlenstaubes nach der Gasreinigung unter den festgesetzten Höchstwerten für Kraftwerke ohne Gasreinigung zum Entfernen des Schwefeldioxyds aus dem Abgas.
Die für die Teilvergasung erforderliche Luftmenge hängt von der Qualität der Ausgangskohle und deren Schwefelgehalt ab; sie beträgt etwa 15 bis 30, vorzugsweise 0,8 bis 1,5 m³/kg Kohleeinsatz und entspricht damit weniger als der Hälfte der für eine vollständige Vergasung erforderlichen Luftmenge.
Liegt die Luftmenge im oberen Bereich, dann kann auch überhitzter Wasserdampf in den Reaktor eingeführt werden.
Das den Kohlenstaub mit sich führende Produktgas wird am Fuße des Reaktors 18 über eine Leitung 21 abgezogen und einem Abhitzekessel 23 zugeführt. Der Abhitzekessel 23 wird über eine Leitung 24 mit Wasser gespeist und nimmt einen wesentlichen Teil der fühlbaren Wärme des Produktgases und des Kohlenstaubs auf. Der dabei anfallende Dampf gelangt über eine Leitung 25 zu einem Kraftwerk 26. Der den Abhitzekessel 23 verlassende Gasstrom gelangt über eine Leitung 28 in einen Staubabscheider bzw. Zyklon 30 zum Abtrennen des Kohlenstaubes.
Am Boden des Zyklons 30 wird der noch heiße Kohlenstaub abgezogen und mit Hilfe von Dampf, Produktgas oder einem anderen nichtoxydierenden Gas als Transportmedium über eine Leitung 32 einem Heißbunker 34 zugeführt. Dort wird der Kohlenstaub bei einer Temperatur von mindestens 4820C, vorzugsweise mindestens 593 ob gebunkert. Der Kohlenstaub kann in dem Heißbunker 34 mit Hilfe hindurchströmenden entschwefelten Produktgases weiter entschwefelt werden.
Der entschwefelte Kohlenstaub bleibt in dem Heißbunker 34 auf seiner Temperatur so lange, bis er für eine herkömmliche Kohlenstaubfeuerung eingesetzt wird. Dies geschieht vorzugsweise während der Belastungsspitzen in einem Kessel mit einem Kohlenstaubbrenner während das Produktgas für den normalen Bedarf einer Gasturbine zugeführt wird. Dabei kann das Produktgas mit einem Teil der Heißkohle beladen werden.
Der Gesamtgehalt an Schwefel im Produktgas und im Kohlenstaub ist wesentlich geringer als der Ausgangsschwefelgehalt; er ergibt bei einem Ausgangsgehalt bis 2,5% nach der Verbrennung des Produktgases und des Kohlenstaubes im Abgas eine Schwefelbelastung von 0,8 kg/kJ, vorzugsweise unter 0,5 kg/kJ und macht daher ein Entfernen des Schwefeldioxyds aus dem Abgas überflüssig.
Das Produktgas verläßt den Zyklon 30 mit verhältnismäßig hoher Schwefelwasserstoff- und Kohlendioxydkonzentration über eine Leitung 38 und gelangt in den Wärmeaustauscher 20, wo es die mittels eines Gebläses zugeführte Reaktionsluft für den Reaktor 18 vorwärmt und auf eine Temperatur von etwa 6270C abgekühlt wird. Das abgekühlte Produktgas gelangt über eine Leitung 40 in eine Gaswäsche bzw. einen Waschturm 42, in dem es weiter auf eine Temperatur von etwa 93 0C abgekühlt wird. Im Waschturm 42 werden gleichzeitig noch vorhandene Kohlenstaubreste ausgewaschen und am Boden über eine Leitung 44 als Schlamm abgezogen.
Das Produktgas gelangt von dem Waschturm 42 über eine Leitung 46 in einen weiteren Waschturm 48 zum Entfernen des Schwefelwasserstoffs mit Pottasche oder einem selektiv wirkenden Lösungsmittel. Dabei wird ein Schwefelwasserstoff enthaltender Teilstrom über eine Leitung 50 aus dem Wäscher 48 abgezogen und zum Zwecke der Schwefelgewinnung einem Claus-Reaktor 52 zugeführt. Das gereinigte Produktgas gelangt aus dem Wäscher 48 über eine Leitung 54 zu einem Kraftwerkskessel oder einer Kraftwerksturbine.
Das gereinigte Produktgas eignet sich als Turbinenbrennstoff, da es im wesentlichen frei von Schwefelwasserstoff und Feststoffen ist. Da der Schwefel aus einem Teilstrom mit hoher Konzentration an Schwefelverbindungen gewonnen wird, sind der Aufwand und die Kosten für das Entschwefeln sehr gering. Hingegen erfordert das Abscheiden von Schwefeldioxid aus dem Abgas der Kohleverbrennung eine äußerst aufwendige Abgasreinigung. Dabei ergeben sich insofern besondere Schwierigkeiten, als die Schwefelkonzentration im Kraftwerksabgas wesentlich geringer ist als der Schwefelgehalt der Kohle.
Die Verwendung des gereinigten Produktgases zur Kesselbefeuerung ermöglicht eine Beeinflussung der Stickoxydemission.
Wird das gereinigte Produktgas nämlich einem Kessel noch vor Erreichen der Höchsttemperatur zugeführt, dann stellt sich eine leicht reduzierende Atmosphäre ein und entstehen keine Stickoxyde bzw. zersetzen sich bereits vorhandene Stickoxyde nicht. Das Zuführen von Sekundärluft zu dem Kraftwerkskessel mit einer Temperatur von etwa 1093 bis 12040C gewährleistet eine vollständige Verbrennung des Produktgases ohne die Gefahr einer zusätzlichen Stickoxydbildung. Dadurch ergibt sich nicht nur eine wesentliche Verringerung der Stickoxydemission beim Verbrennen des Produktgases im Kraftwerk, sondern vorauf geht noch eine Verringerung des Stickstoffgehalts der Kohle, weil es während des Teilvergases in dem Reaktor 18 zum Entfernen elementaren Stickstoffs aus der Kohle kommt. Da die Stickoxyde vornehmlich aus dem organischen Stickstoff der Kohle entstehen, verringert sich dementsprechend die Stickoxydemission beim Verfeuern des Kohlenstaubs.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient das gereinigte Produktgas in erster Linie als Kraftwerksbrennstoff während der Zeiten normaler Belastung. Der Einsatz des Produktgases in einer Hochtemperaturgasturbine verbessert die Wirtschaftlichkeit und erlaubt kleinere Kesseleinheiten. Während der Zeiten des Spitzenbedarfs steht zudem der entschwefelte Kohlenstaub in ausreichender Menge als Kesselbrennstoff zur Verfügung und wird dabei mit hoher Lagertemperatur aus dem Heißbunker 34 durch eine Leitung 36 einer Kesselanlage zugeführt. Der Heißbunker 34 wirkt somit gleichsam als Puffer zum Ausgleich des zeitlich unterschiedlichen Brennstoffbedarfs eines Kraftwerks, der erfindungsgemäß mit dem Produktgas und dem jeweiligen Bedarf entsprechenden Mengen an Heißkohle befriedigt wird. Demgemäß lassen sich sowohl der Reaktor 18 als auch die Kraftwerkskessel mit hoher Wirtschaftlichkeit betreiben. Insbesondere kann der Reaktor 18 stets mit voller Leistung gefahren werden.Da die Kohle nur etwa zur Hälfte vergast wird, läßt sich beim Vergasen und Entschwefeln ein thermischer Wirkungsgrad von 95% erreichen.
Ausserdem fällt, bezogen auf den Wärmebedarf, nur die halbe Gasmenge an und braucht dementsprechend auch nur halb so viel Gas gereinigt zu werden.
Beispiel 1 Im Rahmen eines Versuchs wurde Kohlenstaub mit 70% der Teilchen unter 75rom folgender Zusammensetzung eingesetzt: 2,0 % Feuchtigkeit, 8,0 % Asche, 76,0 % Kohlenstoff, 5,2 % Wasserstoff, 1,4 % Stickstoff, 7,7 % Sauerstoff 1,5 % Schwefel.
Der Heizwert betrug 30 773 kJ/kg Kohle, während der Schwefelgehalt bei 2,4 kg je 106 kJ entsprechend 4,8 kg Schwefeldioxyd je 106kJ beträgt und damit über dem zulässigen Höchstwert liegt. In einem Wärmeaustauscher wurde die Entgasungsluft auf 5270C vorgewärmt und in einer Menge von 1,2Nm3/kg Kohle in den Reaktor eingespeist. Die Einsatzkohle wurde bei einer Verweilzeit von 1,1 s und einer Temperatur von 11270C teilvergast. Das den Kohlenstaub mit sich führende Produktgas wurde aus dem Reaktor abgezogen und in einem Abhitzekessel auf 6270C abgekühlt. Der Abhitzekessel lieferte dabei Sattdampf mit einem für eine Verwendung im Kraftwerk ausreichenden Uberdruck von 1.05 hb. Das den teilvergasten Koks mit sich führende Gas wurde dann einem Zyklon zugeführt, um den Kohlenstaub abzuscheiden und anschließend einem wärmeisolierten Bunker zuzuführen. Die Kohle besass einen Aschegehalt von 12,1'o und einen Schwefelgehalt von 1,05% sowie einen Heizwert von 12444kJ. Die Menge des teilentgasten Kohlenstaubs entsprach 65,7 kg entschwefelten Kokses je 100 kg Kohleeinsatz.
Das den Zyklon verlassende Produktgas wurde in einem Wärmeaustauscher abgekühlt und die dabei anfallende Abwärme zum Aufheizen der Reaktionsluft auf eine Temperatur von 499 ob verwendet. In einer Gasreinigung wurde das Produktgas unter gleichzeitigem Entfernen von Feststoffverunreinigungen als Schlamm weiter auf 93 0C abgekühlt. Die abgetrennte Heißkohle wurde getrocknet und direkt einer Kesselfeuerung zugeführt. Das Produktgas wurde hingegen weiter abgekühlt und mit einem selektiv wirkenden Lösungsmittel zum Entfernen des Schwefelwasserstoffs behandelt. Der dabei anfallende Schwefelwasserstoffstrom wurde abgetrennt und direkt in einen Claus-Apparat eingespeist, um elementaren Schwefel zu gewinnen. Die Menge des gereinigten Produktgases betrug 75,9Nm3 mit einem Heizwert von 352 kJ/Nm3 und der folgenden Zusammensetzung: 2,8 % Kohlendioxyd, 17,1 , Kohlenmonoxyd, 2,7 % Methan, 20,9 , Wasserstoff, 56,5 % Stickstoff.
Die Menge des entschwefelten Kokses betrug 29,9 kg mit einem Schwefelgehalt von 1,05% entsprechend 0,23 kg Schwefel oder 2,2 kg Schwefeldioxyd je 106kJ der Kohle. An diesen Werten zeigt sich die den Bestimmungen des Umweltschutzes genügende Schwefelemission.
Für ein Kraftwerk mit einer achtstündigen Spitzenbelastung und einem sechzehnstündigen Normalbedarf ergibt sich für einen Brennstoffbedarf von 90,7 t/h Kohle mit hohem Schwefelgehalt und einem Heizwert von 2,79-106k * folgendes Bild.
Heißkohle 60,8 t/h 1637. 106 kJ Gas 5,47*106 Nm3/h 826 " " 6 Dampf 0,46-10 kg/h 204 " " Gesamt 2667 " Mithin ergibt sich für eine Kohlemenge mit einem Heizwert von 2794.106 kJ/h in einer zeitlichen Menge von 90,7 t/h, daß 95,4% der schwefelhaltigen Kohle zu entschwefeltem Koks umgesetzt w erden. Bei 9180 kJ/kWh für die Dampfturbine und 10200 kJ/kWh für die Gasturbine ergibt sich die Schwachlastleistung der Dampfturbine zu 10302 kJ/kWh oder 114 106 Watt. Für die achtstündige Normallastzeit stammen 4815.106 kJ/h oder 535.106 Watt aus entschwefelter Kohle und Dampf sowie 826.106 kJ/h oder 81.106 Watt aus Gas für eine Gesamtleistung von 616.106 Watt erforderlich. Eine Heißbunkerung von 96 t entschwefelter bzw. teilvergaster Kohle erfordert bei einem Schüttgewicht von 0,4 g/cm3 ein Bunkervolumen von 2379 m3, d.h. einen Bunker der Abmessung 12 x 12 x 18 m.
Beispiel 2 Eine dem Beispiel 1 entsprechende Charge schwefelhaltiger Kohle wurde mit Hilfe von 64,6 m3 Luft einer Temperatur von 5270C und 7,3 kg Dampf bei einer Verweilzeit von 1,2 s teilvergast. Dabei ergaben sich aus 45,4 kg Kohle 24,9 kg teilvergaster Kohle mt 1,1% Schwefel und einem Aschegehalt von 14,6% sowie einem Heizwert von 27,3-103 kJ/kg. Die Menge des Produktgases betrug 99Nm3 mit einer Zusammensetzung von: 4,3 % Kohlendioxyd, 19,4 % Kohlenmonoxyd, 2,1 % Methan, 22,5 % Wasserstoff, 51,7 % Stickstoff.
Der Heizwert des Produktgases betrug 157 kJ/Nm3. Ausserdem fielen im Abhitzekessel 58,5 kg Dampf mit einem Druck von 105 kg/cm3 an. Bei der Teilvergasung ergaben sich 20,8 kg Heißkohle mit einem Schwefelgehalt von 1,1%, d.h. 0,28 kg Schwefel entsprechend 0,19 kg oder 0,39 kg Schwefeldioxyd je 106 kJ der Kohle. Das entspricht einer durchaus zulässigen Schwefelemission.
Für einen Brennstoffverbrauch von 90,7 t/h und einen Heizwert von 2794 106 kJ/h ergibt sich das folgende Bild: 6 Koks 49,7 t/h 1305-10 kJ/h Gas 1,98B105Nm3/h 1102 " " Dampf 0,5 105 kg/h 219 tut n Gesamt 2626 " " Somit ergibt sich bei 9180 kJ/h für die Dampfturbine und 10200 kJ/kWh für die Gasturbine während der sechzehnstün-6 digen Normallastzeit eine Leistung von 1280.10 kJ/h oder 144.106 Watt. Die Leistungsabgabe für die achtstündige Spitzenbelastung auf der Basis von Koks und Dampf beträgt 544 kJ/h oder 450.106 Watt und auf der Basis des 6 6 Produktgases 1102.10 kJ/h oder 108.10 Watt, mithin insgesamt 585.106 Watt. Die Koksmenge betrug 398 t entsprechend einer Bunkerkapazität von 1982 m3.
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Claims

Patentansprüche: Verfahren zum Verstromen schwefelreicher Kohle, bei dem die Kohle entschwefelt wird und ein Krftwerksabgas mit niedrigem Schwefelgehalt anfällt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß Kohlenstaub mit vorgewärmter Luft teilvergast, der teilvergaste Kohlenstaub von dem Produktgas abgetrennt und gebunkert und das Produktgas während des Normallastbetriebes sowie während der Spitzenbelastung zusammen mit der gebunkerten Staubkohle verstromt wird.
2. 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 teilvergaste Kohlenstaub heißgebunkert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 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 die Kohle zu 35 bis 60% vergast wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 3, g e k e n n z ei c h n e t du r c h eine Bunkertemperatur von mindestens 4820C.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit Hilfe des Produktgases die Reaktionsluft in einem Wärmeaustauscher auf eine Temperatur von mindestens 427°Y vorgewärmt und das Produktgas anschließend entstaubt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß trockenentstaubtes Produktgas in einem Wäscher gereinigt und auf 93 0C abgekühlt sowie anschließend von Schwefelwasserstoff befreit wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Produktgas und eine dem jeweiligen Strombedarf entsprechende Zusatzmenge Heißhohle verstromt werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das die Heißkohle mit sich führende Produktgas nach der Teilvergasung durch einen Abhitzekessel geleitet wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kohlenstaub in Anwesaheit vorgewärmter Luft 0,5 bis 3s im Fallstrom teilvergast wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, da dur c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Teilvergasungstemperatur mindestens 9820C beträgt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kohlenstaub auf ein Methan, Wasserstoff und Kohlenoxyde enthaltendes Produktgas und entschwefelte Kohle mit einem eine Schwefeldioxydkonzentration im Kraftwerksabgas von 0,78 kg je 106 kJ ergebenden Gesamtschwefelgehalt umgesetzt wird.
12 Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Heißlufttemperatur von mindestens 8820C, eine Heißluftmenge von 0,5 bis 0,71 Nm3 je 0,5 kg Kohlenstaub und eine Entgasungstemperatur von mindestens 9820C.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, da dur c h g e k e n n z e i c h ne t, daß der Kohlenstaub im Heißbunker mit entschwefeltem Produktgas weiter entschwefelt wird.
14. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen über einen Abhitzekessel (23) mit einem Staubabscheider (30) verbundenen Reaktor (18), eine Gasleitung (33) von dem Staubabscheider (30) über einen Wärmeaustauscher (20) zu einer Gaswäsche (42, 48) eine Kohlenstaubleitung (32) zu einem Heißbunker (34) und eine Heißluftleitung (22) von dem Wärmeaustauscher (20) zu dem Reaktor (18).