DE2759751C2 - Verfahren zum Reinigen des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators zur Erzeugung elektrischer Energie - Google Patents
Verfahren zum Reinigen des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators zur Erzeugung elektrischer EnergieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators zur
Erzeugung elektrischer Energie, bei dem das Rohgas durch Abkühlung von Teer und Staub vor- und danach
weiter gereinigt wird und wobei das Rohgas durch einen mittelbaren Gas-Gas-Wärmeaustausch mit dem in der
Feinreinigung weiter abgekühlten Gas auf ca. 2000C gekühlt wird.
Die Abkühlung des Rohgases führt zur Abscheidung eines wasserfreien Teer-Staubgemisches, das seinerseits
aufbereitet wird. Für die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses ist es von entscheidender Bedeutung, daß eine
maximale Verwertung der fühlbaren Wärme des Rohgases erreicht wird; außerdem kommt es aber auf
eine gute Reinigung an, weil die Entfernung von Teer-Staub und Schwefelwasserstoff und anderen
Schadstoffen aus dem Rohgas einen wesentlichen Schritt zur umweltfreundlichen Stromerzeugung darstellt.
Das eingangs bezeichnete Verfahren ist als autotherme
Druckvergasung im Gegenstrom von stückiger Kohle mit Wasserdampf und Sauerstoff bzw. Luft im
Festbettreaktor bekannt (W. Peters, Kohledruckvergasung, Verlag Glückauf, Essen, 1976, 64, 76). Die
Vergasung erfolgt hierbei unter Druck mit Drücken von ca, 20 bar. Das den Reaktor verlassende Rohgas wird in
einem Waschkühler mit Wasser auf ca, |60°C bis 200°C gequencht, wobei mitgerissener Staub und Teer
ausgewaschen werden. Der Quenchwäsche und der Feinwäsche ist eine Entschwefelung nachgeschaltet
Die Gewinnung der elektrischen Energie findet in einem sogenannten Kombiblock statt. Dazu ist der
Gasreinigungsanlage eine Entspannungsturbine nachgeschaltet,
die das Gas auf den Eintrittsdrucü für die Gasturbine bringt Die Stromerzeugung erfolgt aber im
wesentlichen über die Dampferzeugung und eine Dampfturbine, sowie über die Gasturbine. Dieses
Verfahren gestattet es, ein an Staub-, Fluor- und Schwefelgehalt erheblich reduziertes Rohgas zu gewinnen
und zu verarbeiten. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, das bestimmte Schwierigkeiten in der
Reinigungsstufe ausschaltet
Wenn man nämlich in der Gasreinigungsar.Iage dem
Waschkühler das Rohgas unter Druck zuführt, findet beim Waschvorgang eine Aufsättigung des Gases mit
Wasser statt. Das führt zu erheblichen Verdampfungsverlusten durch die hierbei verbrauchte Verdampfungswärme. Außerdem führt die Aufsättigung des Gases
zum Verbrauch erheblicher Wassermengen. Das bedingt beträchtliche Aufwände, weil nur voll aufbereitetes
Wasser als Zusatzwasser für das verdampfte und aus dem Prozeß geführte Wasser verwendbar ist.
Auch das bei der beschriebenen Gasreinigung anfallende Wasser-, Teer- und Staubgemisch muß
seinerseits aufbereitet werden. Dazu gehört, daß das Gemisch vom Wasser abgetrennt und nach Möglichkeit
der Gaserzeugung wieder zugeführt wird. Für das Abschalten werden sehr große Absetzbehälter und eine
Vielzahl von Verfahrensstufen benötigt, die einen kontinuierlichen Betrieb erheblicher Schweren und
hohe Investitionskosten erforderlich machen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die erwähnten Verdampfungsverluste vermieden und ein
wasserfreies und damit ein leicht aufzubereitendes Teer-Staubgemisch erhalten, ohne daß bei der Reinstreinigung
auf den Gebrauch vor; Wasser verzichtet werden muß, in dem das Rohgas durch einen
mittelbaren Gas-Gas-Wärmeaustausch mit dem in der Feinreinigung weiter abgekühlten Gas auf ca. 2000C
gekühlt wird.
Wenn man bei einem derartigen Verfahren das Rohgas zur Kühlung im Gas-Gas-Wärmeaustausch
einsetzt, muß die für diese Kühlung notwendige Temperaturdiffere/iz erst geschaffen werden. Der
M Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
wiedergegebene Verfahren so zu führen, daß diese Temperaturdifferenz erreicht wird, gleichzeitig aber
den Gesamtprozeß auch zu regeln, insbesondere im Hinblick auf die Vermeidung der Bildung von
Gaswasser.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Anschluß an den Gas-Gas-Wärmeaustausch
das Gas bis unmittelbar oberhalb des Wassertaupunktes durch mittelbaren Wärmeaustausch abgekühlt
und dadurch weiter entteert und entstaubt wird.
Die Erfindung schafft dadurch eine zweite mittelbare Kühlung für das Rohgas im Rahmen des Gesamtprozesses,
die es ermöglicht, die Rohgastemperatur knapp über dem Wassertaupunkt zu halten. Ein solcher Kühler
wirkt daher als Trimmkühler. Im allgemeinen genügt es, das Gas durch diesen weiteren mittelbaren Wärmeaustausch
auf ca. 1 IO°Cbis 130°C abzukühlen.
Für diese Trimmkühlung vrwendet man vorzugsweise
Für diese Trimmkühlung vrwendet man vorzugsweise
als Kühlmedium Wasser, das wenigstens zum Teil im Anschluß an die Feinreinigung zur Gasaufheizung
und/oder Gasabköhlung verwendet wird. Penn diese Gasaufheizung und/oder Gasabkühlung ist in den
nachfolgenden AufbereHungsstufen notwendig.
Aus dem Trimmkühler gelangt das Gas nämlich vorzugsweise in eine nachgeschaltete Feinreinigung,
welche aus dem Gas die Reste an Staub und auskondensiertem Teer sowie u. U. anderer Schadstoffe
entferntDa kann auf nassem und auf trockenem Wege erfolgen. Das derart von Teer, Staub und u. U. anderen
Schadstoffen befreite Gas wird anschließend weiter aufbereitet, z. B. entschwefelt. Zur Entschwefelung
eignen sich alle bekannten Verfahren. Von besonderem
Vorteil ist jedoch die an sich bekannte trockene Entschwefelung, z. B. im Fest-, Fluid- oder Wirbelbett,
wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Entschwefeler mit Hilfe des wieder
aufgeheizten Reingases regeneriert wird.
Das aus der Entschwefelung kommende Reingas wird im Gas-Gas-Wärmetauscher mit dem Rohgas aufgewärmt.
Ein Teil des ganz oder zum Teil ai'/geheizten
Reingases wird in den zu regenerierenden Entschwefelungsreaktor geführt und nimmt dort Schwefel oder
Schwefelverbindungen auf, die in dem nachgeschalteten Kühler auskondensiert werden. Das abgekühlte Reingas
wird dem Kombiblock zugeführt.
Bei Anwendung einer nassen Feinreinigung ergibt sich durch den mittelbaren Gas-Gas-Wärmeaustausch
in der Trockenentschwefelung ein wesentlicher Vorteil. Denn mit der Eigenwärme aus dem Rohgas läßt sich das
in die Entschwefelungsanlage eintretende Gas wieder so weit aufheizen, daß mit Sicherheit die nach der
Naßwäsche noch vorhandenen Aerosole oder Sprüh in dem Reaktor nicht zu Verklebungen oder Verkrustungen
führen können, sondern im Gas zumindestens zum Teil verdampft werden.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens näher
erläutert:
Das den Generator verlassende Rohgas wird — gegebenenfalls über eine Grobabscheidung, z. B. Heißgaszyklon
— bei 1 einem Gas-Gas-Wärmeaustauscher 2 zugeführt. Im Wärmeaustauscher 2 wird die Temperatur
des Rohgases auf ca. 2000C herabgesetzt Hierdurch
kommt es zur Auskondensation von Teer, der mit dem Staub zusammen abgeschieden wird. Das Teer-Staubge
misch wird bei 3 aus dem Wärmeaustauscher abgezogen. Das derart vorgereinigte Rohgas gelangt über eine
Leitung 4 in einen weiteren Wärmeaustauscher 5, in dem das Rohgas auf ca. 110 bis 1300C abgekühlt wird.
Hierbei wird der Wassertaupunkt nicht unterschritten. Es kommt jedoch zur Abscheidung von weiterem Teer
und Staub, Das Gemisch verläßt bei 6 den Wärmeaustauscher 5, Das weiter entteerte und entstaubte Rohgas
gelangt über eine Leitung 7 in eine bei 8 dargestellte Feinreinigung, welche aus dem Rohgas die restlichen
Staubbestandteile entfernt und die Teerbestandteile auskondensiert Das hierbei aus dem Rohgas gewonnene
Teer-Staubgemisch verläßt die Feinreinigung 8 bei 9.
Das aus der Feinreinigung 8 kommende Gas wird bei 10 einem Wärmeaustauscher 11 zugeführt, der es auf die
Temperatur bringt, welche für die nachfolgende Entschwefelung zulässig ist Die trockene Entschwefelung
12 und 13 erfolgt mit festen Adsorbenzien, z. B. Molekularsieben. Die beiden Reaktoren 12—13 könnep
umgeschaltet werden, so daß eine Desorption des bei der Entschwefelung des Rohgases an das Adsorbens
gebundenen Schwefels möglich ist Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Adsorption im Reaktor
12, so daß das Rohgas über die Leitung 14 dem Reaktor 12 aufgegeben wird und diese bei 16 wieder verläßt Das
derart emteerte, entstaubte und entschwefelte Reingas wird in dem Gas-Gas-Wärmeaustauscher 2 mit der im
Rohgas entzogenen Wärme beladen u;id gelangt über die Leitung 17 in den beschriebenen Kombiblock. Über
eine Zweigleitung 18 kann aufgeheiztes Reingas über 20 dem Reaktor 13 zur Desorption zugeführt werden.
Folglich srömt aufgeheiztes Reingas über 18 und 20 in
den Reaktor 13 und verläßt diesen über 21. Das Desorptionsgas gelangt in einen Gaskühler 22, in dem
der Schwefel abgetrieben wird. Der Schwefel wird bei 23 in elementarer Form abgeführt Oas abgetriebene
Desorptionsgas strömt über die Leitung 24 seinerseits zum Kombiblock. Wenn der Reaktor 13 desorbiert und
der Reaktor 12 beladen ist, wird umgeschaltet so daß der Reaktor 12 desorbiert und der Reaktor 13
entschwefelt
Für den Betrieb der verschiedenen, den Gas-Gas-Wärmeaustauscher 2 nachgeschalteten Wärmeaustauscher
dient Wasser. Das Wasser wird bei 27 zugeführt und dient zunächst zur Gaskühlung im "IrimmMJhler 5.
Ein Teil des aufgeheizten Wassers gelangt über eine Leitung 28 zum Kombiblock. Über eine Zweigleitung 29
strömt ein anderer Teil des aufgeheizten Wassers zur Erhitzung des Gases in den Wärmeaustauscher 11. Das
den Wärmeaustauscher 11 über die Leitung 30 verlassende Wasser dient zur Kühlung des aufgeladenen
Desorptionsgases im Kühler 22 und lädt sich hierbei mit Wärme auf. Deswegen wird das aufgeheizte Wasser
über die Leitung 31 der Leitung 28 aufgegeben, die zum Kombiblock führt
Der Gas-Gas-Wärmeaustauscher 2 kann auch in Form mehrerer Wärmeaustauscher kaskadenartig hintereinandergeschaltet
werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Reinigen des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators zur Erzeugung elektrischer
Energie, bei dem das Rohgas durch Abkühlung von Teer und Staub vor- und danach weiter feingereinigt wird und wobei das Rohgas
durch einen mittelbaren Gas-Gas-Wärmeaustausch mit dem in der Feinreinigung weiter abgekühlten
Gas auf ca. 2000C gekühlt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß im Anschluß an den Gas-Gas-Wärmeaustausch das Gas bis unmittelbar
oberhalb des Wassertaupunktes durch mittelbaren Wärmeaustausch abgekühlt und dadurch weiter
entteert und entstaubt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den weiteren, mittelbaren
Wärmeaustausch das Gas auf ca. 110 bis 1300C abgekühlt y/ird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger in
der nachgeschalteten mittelbaren Wärmeaustauschstufe Wasser verwendet wird, das wenigstens zum
Teil im Anschluß an die Fntteerung und Entstaubung zur Gasaufheizung und/oder Gasabkühlung verwendet
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine den Wärmeaustauschstufen
nachgeschaltete Feinreinigung des Gases zur Entfernung von Teer und Staub und unter
Umständen anderer Schadstoffe.
5. Verfahren nach dnem tier Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch eine trockene Entschwefelung mit Hilfe von mit wieder ii ifgeheiztem Reingas
regenerierten Adsorbenzien, wobei das der Desorption zugeführte Gas mit Wärme beladen wird, die
dem der Adsorption zugeführten Gas vorher entzogen worden ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772759751 DE2759751C2 (de) | 1977-01-13 | 1977-01-13 | Verfahren zum Reinigen des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators zur Erzeugung elektrischer Energie |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772759751 DE2759751C2 (de) | 1977-01-13 | 1977-01-13 | Verfahren zum Reinigen des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators zur Erzeugung elektrischer Energie |
| DE19772701166 DE2701166C2 (de) | 1977-01-13 | 1977-01-13 | "Verfahren und Anlage zum Reinigen des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators" |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2759751C2 true DE2759751C2 (de) | 1981-12-03 |
Family
ID=25771456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772759751 Expired DE2759751C2 (de) | 1977-01-13 | 1977-01-13 | Verfahren zum Reinigen des Rohgases eines Festbett-Druckgasgenerators zur Erzeugung elektrischer Energie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2759751C2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3629817A1 (de) * | 1986-09-02 | 1988-03-03 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur verringerung der schadstoffemisionen von kraftwerken mit kombinierten gas-/dampfturbinenprozessen mit vorgeschalteter kohlevergasung |
-
1977
- 1977-01-13 DE DE19772759751 patent/DE2759751C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NICHTS ERMITTELT * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3629817A1 (de) * | 1986-09-02 | 1988-03-03 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur verringerung der schadstoffemisionen von kraftwerken mit kombinierten gas-/dampfturbinenprozessen mit vorgeschalteter kohlevergasung |
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