DE2808571A1

DE2808571A1 - Verfahren zur steuerung von koksgrus in einem kohleumwandlungssystem

Info

Publication number: DE2808571A1
Application number: DE19782808571
Authority: DE
Inventors: Lionel Samuel Galstaun
Original assignee: Cogas Development Co
Current assignee: Cogas Development Co
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1978-08-31
Also published as: JPS53106704A; GB1565034A; ZA781168B; AU511110B2; AU3355578A; CA1102131A

Description

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Verfahren zur Steuerung von Koksgrus in einem Kohleumwandlungssystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kohleumwandlung zur Erzeugung von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Entfernung von überschüssigem Grus, der erzeugt wird, wenn diese Verfahren unter Wirbelschichtbedingungen durchgeführt.werden.

Kohleumwandlungsverfahren, wie die Vergasung, Verkokung und dergl., sind seit langem bekannt und werden in der Technik seit langem praktiziert. In den letzten Jahren haben diese Verfahren jedoch eine zusätzliche Bedeutung gewonnen, da von der Kohle abgeleitete synthetische Kraftstoffe die schnell schwindenden Reserven an Erdöl und Naturgas ergänzen könnten.

Die Umwandlung von Kohle in Öl oder · Gas ist im wesentlichen eine Hydrierungsreaktion, in der Wasserstoff der Kohle entweder direkt oder indirekt zugefügt wird. Da die Energie zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser durch die Kohle selbst geliefert werden muß, ist die Erreichung dessen bei vernünftigen Kosten ein Hauptziel der derzeit untersuchten Kohleumwandlungsverfahren.

Eines der wirtschaftlich attraktiven Verfahren der Kohleumwandlung ist in der US-PS 3 966 633 angegeben. Es ist ein Gesamtsystem der Kohleverarbeitung unter Verwendung der Wirbelschichttechnologie. Bei dieser Lösung werden die Kohlteteilchen unter etwa 538°C (100O⁰F) verkokt und wird der sich ergebende Koks bei 538⁰C (100O⁰F) in einen Wirbelschichtvergaser eingeführt, in dem Dampf mit dem Koks zur Bildung von Synthesegas

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reagiert. Prozeßwasserstoff wird verwendet zum Behandeln der Teere aus der Verkokung mit Wasserstoff und zur Reduzierung von Kohlenmonoxid zur Erzielung von synthetischem Rohöl bzw. Methan (Natur gas er satz ,SNG), Der 538°C (100O⁰F) aufweisende Koks wird erhalten durch ein mehrstufiges Wirbelschicht-Kohlepyrolyseverfahren, das in der US-PS 3 375 175 beschrieben ist und eine hohe Reaktionsfähigkeit mit Dampf aufweist.

Die Wärme für den Kohleumwandlungsvorgang wird, geliefert durch Verbrennen von aus den Abgasen zurückgewonnenem Kohlenstoffteilchen und

(unter Verwendung der heißen Verbrennungsgase zur Erhitzung eines dem Vergaser entnommenen RücklaufStroms von Feststoffen. Der Rücklaufstrom wird von den Verbrennungsgasen abgetrennt zur ■Minimierung der Reaktion hiermit und zur Vergaserwirbelschicht zurückgeführt, um seine Wärme der Vergasungsreaktionszone zu übergeben. Dem Vergaser entnommene heiße Feststoffe und/oder Gase liefern Wärme für die Verkokungswirbelschichten.

Während der Wirbelschichtbehandlung von kohlenstoffhaltigem Material, etwa bei der Kohlevergasung, wird ein gewisser Prozentsatz von Kohleteilchen in extrem winzige Bruchstücke aufgebrochen, und zwar offensichtlich aufgrund des Verreibens und/oder der Größenverminderung in der Dampf-Kohlenstoffreaktion. In jedem Fall ist dieses überfeine Kohlenstoffpulver, die sogenannte Grusfraktion (Feinstoff-Fraktion) so leicht und schwebend, daß sie aus der Vergaserschicht zusammen mit dem Produktgas ausgetrieben wird, aus dem der Grus (Feinstoffe) abgeschieden werden muß. Für gewöhnlich wird der Grus in in den Rohgasauslaßleitungen angeordneten Zyklonen eingefangen, aus dem Gas abgeschieden und zum Vergaser zurückgeführt. Wenn dieser Rückgewinnungsvorgang andauern darf, kann sich das Grusvolumen im Rohgas aufbauen, bis die Verluste aus den Zyklonen gleich dem Betrag der Endproduktion im Vergaser ist. Selbstverständlich kann dieser Zustand nicht zugelassen werden und löst tatsächlich das Grusproblem nicht.

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Eine Lösung zum Handhaben von Grus ist in der US-PS 3 932 146 angegeben, wo Kohlenstoffgrus mit Zufuhrkohleteilchen gemischt und das Gemisch in eine auf hoher Temperatur befindliche Vergasungswirbelschichtzone eingespritzt wird« Das von den flüchtigen Bestandteilen befreite Material haftet an den Kohleteilchen, wenn sich diese erweichen, und bildet einen nicht klebenden Überzug, der die Bildung von großen Kohlezusammenballungen verhindert. Während der Vergasung werden die haftenden Teilchen in der Schicht zurückgehalten und wenigstens teilweise vergast, was eine verbesserte Kohlenstoffausnutzung ergibt-

Bei der integrierten Kohle-Verkokung/-Vergasung nach der US-PS 3 966 633 wird Kohlenstoffgrus als Brennstoff verwendet zur Lieferung von Wärme für das gesamte System. Jedoch wird in einigen Fällen beträchtlich viel mehr Grus erzeugt als für den Brennstoffbedarf benötigt. Überschüssiger Grus kann zum Vergaser zurückgeleitet werden, ist aber, wie oben angegeben, schwierig in der Wirbelschicht zu halten. Eine weitere Lösung zur Behandlung mit Grus aus einem Wirbelschichtvergaser besteht im Mischen des Grus mit Kohlezufuhr und im anschließenden Verkoken des Gemischs gemäß der US-PS 3 932 146. Während diese Technik im allgemeinen zufriedenstellend ist, erhöht sie die Arilage- und die Gemeinkosten, da eine geeignete Mischanlage erforderlich ist zur Mischung des heißen Koksgrus mit der hineinkommenden Kohlezufuhr und weil Vorkehrungen getroffen werden müssen zum Einführen des Gemischs in die Verkokungszone, für gewöhnlich in einen Wirbelschichtvergaser.

Offensichtlich bleibt das Handhaben und Steuern von Grus in Wirbelschicht-Kohleumwandlungsverfahren noch ein Problem»

Gemäß der Erfindung ist ein Kohleumwandlungssystem vorgesehen mit einer Dampf-Kohlenstoffvergasungszone, in der fluidisierter Koks mit Dampf zur Reaktion gebracht und das Synthesegas über der Vergasungszone abgezogen wird, und mit einer Verkokungszone₉

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in der Kohle verkokt wird zur Erzeugung von Koks für die Vergasungszone, wobei der Grus gesteuert wird durch unmittelbares Einführen des Grus in die Verkokungszone, wodurch der Grus an den verkokenden Kohle teilchen haftet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Grus in einem integrierten Kohleumwandlungssystem, in dem eine Kohleverkokungseinheit in Verbindung mit einer Vergasungseinheit unter Anwe ndung der Feststoff-Wirbelschichttechnik betrieben wird. Bei diesem Versuch werden Kohleteilchen auf Verkokungstemperatur erhitzt zur Erzeugung von kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten und eines Rückstands an Koks, der als Kohlenstoff für die Vergasungseinheit dient. Die Wärme für die Vergasungsreaktion wird in bekannter Weise geliefert, etwa durch zwischen der Vergaserschicht und der Verbrennungszone zirkulierte heiße Rücklauffeststoffe. Eine weitere Wärmequelle wird erhalten durch Einführung von Sauerstoff in den Vergaser zur Erzielung einer teilweisen Verbrennung von Koks. Grus wird hauptsächlich in der Vergasungszone gebildet, obwohl er auch in gewissem Ausmaß irgendwo im System, einschließlich dem Staub aus der Kohlebereitung, entstehen kann.

Bei der Ausführung der Erfindung wird Kohle im wesentlichen auf 3»2 mm (1/8") und weniger zerdrückt, getrocknet und der Verkokungseinheit zugeführt, die aus einer Vielzahl von Kesseln oder Reaktoren bestehen kann, normalerweise zwei bis vier, die im Bereich von etwa 316°C (600⁰F) bis etwa 538°C (1000⁰F) bei atmosphärischen Drücken bis zu etwa 709,3 kPa (7 Atmosphären abs.) arbeiten. Die Kohle wird in jedem Reaktor in einer Schicht mit dichter Phase während einer Verweilzeit gehalten, die von etwa 2 bis etwa 25 Minuten variieren kann, je nach den Zusammenbackeigenschaften der Kohle. In jeder Stufe werden die Temperatur und die Verweilzeit so eingestellt, daß Umwandlungen in der Kohle auftreten dürfen, die sie nicht zusammenbackend machen, wenn sie der nächsthöheren Stufe ausgesetzt wird.

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Koks aus der normalerweise bei etwa 538°C (100O⁰F) betriebenen heißesten Stufe wird zum Vergaser gefördert, wo der Koks mit Dampf von etwa 871 bis 927°C (1600 bis 1700⁰F) zur Reaktion gebracht wird zur Erzeugung von Viassergas durch die in hohem Maß endotherme Dampf-Kohlenstoffreaktion„ Darüberhinaus muß der Koks von etwa 538°C (1000⁰F) (letzte Verkokungsstufe) bis 843-954°C (1550-1750⁰F) erhitzt werden. Zur Befriedigung des kombinierten Bedarfs an fühlbarer und Reaktionswärme wird dem Vergaser ein Koksstrom entnommen und einem Heizsteigrohr zugeleitet, wo er mit heißem Gas in Berührung gebracht wird«, Der auf einer Temperatur von 899 bis 1O93°C (I65O bis 2000⁰F) befindliche Koks wird vom heißen Gas abgetrennt und dem Vergaser zurückgeführt, wodurch ein Dauerzustandsbetrieb aufrechterhalten wird. Ein Teil des Koks wird mit Luft verbrannt zur Erzeugung des heißen Gases, das zum Erhitzen des umlaufenden Koksstroms benötigt wird. Die Asche aus dieser Verbrennung wird aus dem Vorgang ausgeschieden.

Die Verkokungseinheit benötigt auch einen Wärmeeingang zur Lieferung von fühlbarer Wärme und auch von latenter Wärme für die Reaktionen zur Beseitigung von flüchtigen Bestandteilen. Diese Wärme kann geliefert werden durch Zirkulieren von Koks aus dem Vergaser, durch Heißgas aus dem Vergaser oder beides.

Heißer Grus bei 843 bis 954°C (1550 bis 1750⁰F) wird den Vergaserzyklonen entnommen und zur Verkokungszone zurückgeführt, die aus einer Reihe von Reaktoren bestehen kann. Hierdurch wird eine Rückkehr von Grus zum Vergaser und die resultierende Rezirkulation dieses Materials vermieden. Der Punkt, an dem der Grus zur Verkokung zurückgeführt wird, hängt in gewissem Ausmaß von der Art der Kohle ab. Beim Zusammenbacken von Kohle werden zwei allgemeine Verfahren angewendet.

Das erste und konservativere Verfahren besteht im Zurückführen des heißen Grus zur letzten Verkokungsstufe /bei 538°C

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(100O⁰F) Nenntemperatui^und im stufenweisen Zurückführen des Grus von dieser Schicht zurück zur nächstfrüheren Schicht und in ähnlicher Weise von dieser zurück zur ersten Schicht. An einer Stelle trifft der Koksgrus eine Schicht aus Kohlekoks in einem beginnenden plastischen Zustand, wobei der Grus mit den Schichtteilchen zusammenbäckt. Bei dieser Lösung gibt es eine Maßnahme, bei der Zykloneintauchbeine Grus zum nächstfrüheren Kessel zurückführen. Die relative Höhe der verschiedenen Verkokungskessel ist eingestellt zur Aufnahme des Rückstroms von Grus.

Die zweite Lösung besteht in der Lieferung des gesamten heißen Koksgrus zu der Verkokungsschicht, in der die Kohle sich im beginnenden plastischen Bereich befindet, im allgemeinen bei 427 bis 454°C (800 bis 850⁰F). Dies kann Beschränkungen des Wärmehaushalts bei der Menge an Koksgrus ergeben, der so geliefert werden kann. Wie der Fachmann weiß, kann eine Wahl zwischen diesen Alternativen durch herkömmliche Maßnahmen einer technisch-wirtschaftlichen Analyse unterzogen werden. In jedem Fall jedoch ergibt das Verfahren nach der Erfindung eine Beseitigung des Koksgrus in einem Abschnitt des Verkokungsvorgangs, indem sich die Kohle in einem beginnenden plastischen Zustand befindet und Oberflächen aufweist, an denen der heiße Grus an größeren halbplastischen Teilchen haften kann. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben:

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Wirbelschicht-KohleumwandlungsVorgangs nach der Erfindung, bei dem Vergasergrus zur letzten Verkokungsstufe und der Grus aus den Verkokungsstufen zur nächstfrüheren Stufe zurückgeführt wird.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Wirbelschicht-Kohleumwandlungsvorgangs nach der Erfindung, bei dem

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der Vergasergrus zu einer Verkokungsstufe zurückgeführt wird, in der die Kohleteilchen ein plastisches Verhalten zeigen.

Gemäß Fig: 1 wird trockene, zerkleinerte und auf die Verfahrenserfordernisse bemessene Kohle über eine Leitung 15 zu einem Kessel 1 einer ersten Verkokungsstufe gefördert. Abgas oder anderes geeignetes Gas mit genügend fühlbarer Wärme wird über eine Leitung 16 zum Kessel 1 geliefert. Durch unmittelbaren Wärmeaustausch zwischen dem Gas und der Kohle wird die -Temperatur im Kessel 1 bis auf etwa 316⁰C (60O⁰F) erhöht. Bei den meisten bituminösen Kohlearten, etwa der Illinois- oder Western-Kentucky-Kohle, werden im wesentlichen keine kohlenwasserstoffhaltigen flüchtigen Bestandteile bei dieser Temperatur verdampft. Der Kessel 1 ist so bemessen, daß die Oberflächengeschwindigkeit des Gases höher als die minimale Wirbelschichtgeschwindigkeit und niedriger als die Mitnahmegeschwindigkeit ist, so daß eine eine dichte Phase aufweisende Schicht aus fluidisierten Kohlefeststoffen im Kessel gehalten wird. Trotzdem ist die Geschwindigkeit hoch genug, um Grus aus der .Schicht mitzunehmen. Das Grus enthaltende Gas tritt in zweistufige Zyklone 10 und 11 ein. Der Grus wird in hohem Maß aus dem Gas abgeschieden und zur Wirbelschicht zurückgeführt. Wenn auch in der Zeichnung nicht gezeigt, kann es von Vorteil sein, Koks aus dem Kessel 2 der zweiten Stufe zur ersten Stufe zu rezirkulieren, um einem Teil des Wärmebedarfs zu genügen. Diese Alternative ist einer einfachen Analyse fähig und der Praxis der vorliegenden Erfindung freigestellt. Das in hohem Maße von Kohlestaub befreite Gas wird zur endgültigen Reinigung durch eine Leitung 29 aus der Anlage entlassen, um den Umgebungskon- -trollerfordernissen zu genügen, und wird dann abgelassen.

Die auf 316⁰C (60O⁰F) erhitzte Kohle wird vom Kessel 1 über eine Leitung 17 zur nächsten Stufe in den Kessel 2 geleitet.

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Die Temperatur des Kessels 2 wird im Bereich von etwa 427 bis 454°C (800 bis 850⁰F) gehalten. Die Hauptwärmequelle ist das Gas der dritten Stufe aus dem Kessel 3, das über eine Leitung 18 zur zweiten Stufe geleitet wird. Eine kleinere Wärmequelle wird durch Grus vorgesehen, der über einen äußeren Zyklon 14 dem Kessel 3 entnommen und über eine Leitung 19 in den Kessel 2 geleitet wird. Gas und Feststoffe befinden sich auf einer Temperatur von etwa 538°C (100⁰F). Die heißen Feststoffe erhöhen beim Aufprallen auf die Schicht bei 427 bis 454°C (800 bis 850⁰F) die Oberflächentemperaturen der verkokenden Kohleteilchen bis zum plastischen Bereich und haften daran. Der Grus wird nicht nur durch Zusammenbacken entfernt, sondern überzieht die teilweise verkokten Kohleteilchen mit einem im wesentlichen nicht klebrigen Film aus feinem Staub und vermindert die Neigung der Schicht zum Zusammenbrechen. Ein Teil des heißen Grus kann über eine Leitung 20 zum Kessel 3 einer dritten Stufe zurückgeleitet werden, wenn die Gesamtmenge den Bedarf an Wärmeausgleich überschreitet. Der Kessel 2 ist auch so bemessen, daß er die dichte Phase in einem fluidisierten Zustand hält durch Vorsehen einer Oberflächengasgeschwindigkeit, die normalerweise im Bereich von 0,15 bis 0,45 m/sec (0,5 bis 1,4 ft/sec) liegt. Der Grus wird aus der Schicht ausgewaschen, in Innenzyklonen 12 und 13 eingefangen und durch Eintauchbeine zur Schicht zurückgeführt. Das Produktgas verläßt den Kessel 2 über den Zyklon 13 und die Auslaßleitung 28.

Das den Zyklon 13 verlassende Gas ist das Rohgasprodukt des Verfahrens und enthält aus der Kohle verdampfe flüchtige Bestandteile.

Aus dem Kessel 2 der zweiten Stufe stammender Koks strömt weiter durch die Leitung 21 zum Kessel 3 der dritten Stufe, der auf einer Temperatur von etwa 538°C (1000⁰F) gehalten wird. Wie im Fall der zweiten Stufe wird die dritte Stufe hauptsächlich durch heißes Gas von 871⁰C (16OO°F) erhitzt, das im Ver-

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gaser 4 erzeugt und mittels des äußeren Zyklons über die Leitung 20 zur dritten Stufe geliefert wird. Die geringere Wärmequelle ist der Koksgrus aus dem Vergaser, der durch die Leitung 24 zum Kessel 3 der dritten Stufe geliefert v/ird. Eine Temperaturregelung wird erzielt durch Leiten von Überschußgas durch ein in der Auslaßleitung 27 befindliches Ventil 41 zur Leitung 28, wo es sich mit Gas aus der zweiten Stufe mischt. Abgase aus den Kesseln 2,3 und 4 werden durch ein Ventil 43 zu einer endgültigen Auslaßleitung 30 geleitet. Koks aus der dritten Stufe wird über die Leitung 23 zum Vergaser gefördert, wo er auf einer Temperatur von etwa 843 bis 954°C (1550 bis 175Ö°F) durch eine noch zu beschreibende Einrichtung gehalten wird. Überhitzter Dampf von etwa 427 bis 538°C (800 bis 1000⁰F) wird durch eine Leitung 32 zum Vergaser geleitet. Der Dampf reagiert mit dem Kohlenstoff in der Schicht zur Bildung von Kohlenoxiden und Wasserstoff ("Wassergas") gemäß der Reaktion.

C + H₂O = CO +H₂ (1) CO + H₂O = CO₂ + H₂ (2)

Die Reaktion 1 ist in hohem Maß endotherm, während die Reaktion 2 mild exotherm ist. Die gesamte Reaktion ist endotherm, und es wird, wie im folgenden beschrieben, eine äußere Wärmequelle benötigt.

Das im Vergaser 4 gebildete Wassergas wird zusammen mit dem darin erzeugten Grus und auch mit durch die Zufuhrleitung 23 eintretendem Grus Überkopf über die Leitung 31 entnommen und durch den inneren Zyklon 9 geleitet. Der Grus wird in hohem Maß im Zyklon 9 aus dem Gas abgeschieden. Der größte Teil des Gases wird durch die Leitung 22 gefördert und bildet den größten Teil der Wärme für die dritte Stufe der Verkokung. Die Feststoffe werden im erforderlichen Ausmaß ebenfalls zur drit-

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ten Stufe gefördert, während der Rest durch die Leitung 25 zum Vergaser zurückgeführt wird, um zur Sicherstellung einer guten Fludiisierung den Grusgehalt aufrecht zu erhalten.

Vergaserkoks wird durch die Leitung 34 zum Wärmesteigrohr 7 gefördert und trifft auf einen ansteigenden Strom von sehr heißem' Verbrennungsgas mit einer Temperatur von normalerweise über 1649°C (300O⁰F). Der Koks erreicht eine Temperatur von etwa 899 bis 1093⁰C (1650 bis 2000⁰F). Die heißen Verbrennungsprodukte werden vom Wärmesteigrohr 7 durch eine Leitung 37 zum Zyklon 8 geleitet, wo der heiße Koks aus dem Gas abgeschieden und über die Leitung 33 zum Vergaser zurückgeleitet wird zur Lieferung von Vergasungswärme. Das Abgas verläßt die Anlage durch die Leitung 38 zur Rückgewinnung von Energie und wird zur Lieferung von Wärme für die Verkokung in der ersten Stufe zurückgeleitet.

Ein Teil des Kokses aus dem Vergaser wird über eine Leitung 35 zu einem Zyklonvergasungsbrenner 5 abgeleitet, wo der Koks mit über eine Leitung 36 zugeführter Luft verbrannt wird. Im Zyklonvergäsungsbrenner 5 wird der in der Kohle befindliche Kohlenstoff im wesentlichen vollständig verbrannt unter Zurücklassung von Asche in Form von geschmolzener Schlacke. Die Schlacke wird aus dem heißen Gas abgeschieden, durch einen Abschrecktopf 6 geleitet und durch eine Leitung 39 entleert, wobei der Schlackenstrom durch das Ventil 40 gesteuert wird. Wasser wird über eine Leitung 44 zum Abschrecktopf 6 geliefert.

In Vergasungssystemen der in Fig. 1 dargestellten Art überschreitet der Aschegehalt des Vergaserschichtkokses normalerweise denjenigen des ausgewaschenen Grus. Folglich ist die Verwendung von Schichtkoks als Brennstoff durch die Leitung 35 von Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens, weil ein solcher Betrieb dazu neigt, den Aschegehalt der Schicht auf ein Minimum zu bringen. Bei sonst gleichen Ge-

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gebenheiten wir die Aktivität der Schicht für die Vergasungsreaktionen durch diese Verfahrensart verbessert. Hierdurch ist es möglich, daß das Maß der Gruserzeugung zu hoch ist₅ wodurch der gesamte Grus zur Verkokungseinrichtung zurückgeleitet werden kann aufgrund des Wärmeausgleichs und anderen Überlegungen, die aus dem Erfordernis für ein gewisses Volumen an heißem Gas in der Verkokungseinrichtung entstehen zur Bildung eines Beförderungsmittels für schwere Öle und Teere aus der Kohle. Unter diesen Umständen kann überschüssiger Grus als Brennstoff verwendet werden durch Ableiten des Grusstroms 26 über die Leitung 47 und das Ventil 48 zum Vergasungsbrenner»

Gemäß Fig. 2 wird der vom Vergasergas im Zyklon 9 abgeschiedene heiße Vergasergrus über die Leitung 26 zum Verkokungskessel 2 der zweiten Stufe geliefert. Die inneren Zyklone 12 und 13 im Kessel 2 rezirkulieren den Grus,bis er sich mit den Verkokungsteilchen der Kohle zusammengebacken hat. Die anderen Vorgänge des Verfahrens sind im wesentlichen gegenüber der schematischen Darstellung von Fig. 1 unverändert. Das Verfahren nach Fig. 2 wird gegenüber demjenigen von Fig. 1 bevorzugt, indem die Erfindung nachträglich in eine vorhandene Anlage eingebaut ist aufgrund der verhältnismäßig geringen, im Verfahrensstrom benötigten Abänderungen. Das Verfahren nach der Erfindung ist besonders von Nutzen beim Entfernen von Grus, der die Menge übersteigt, die zur Lieferung von Wärme für das Wirbelschicht-Kohleumwandlungssystem nach der US-PS 3 966 633 benötigt wird.

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Claims

Dr. F. Zumsteim sen. - Sr. E. Asomsnn - Dr. Γ< Dlpl.-Phys. R. Hoizbauer - Dipl.-lng. F. Kiingseisen - Dr. F. Zumstein jun. PATENTANWÄLTE 2808-^71 80OO München 2 · Bräuhausstraße 4 · Telefon Sammel-Nr. 225341 · Telegramme Zumpat ■ Telex 5 29979 Te/Li Ο«Lo No.5562 COGAS DEVELOPMENT COMPANY9 Princeton, NoJ09USA PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Steuerung von Koksgrus in einem Kohleumwandlungssystem mit einer Dampf-Kohlenstoffvergasungszone, in der fluidisierter Koks mit Dampf zur ReaktiongebrachtunldE Synthesegas über der Vergasungszone abgezogen wird, und mit einer Verkokungszone, in der fluidisierte Kohle unter 538⁰C (1OOO°F) verkokt wird zur Erzeugung von Koks für die Vergasungszone, gekennzeichnet durch Steuerung des Koksgrus im Synthesegas durch Einführen des Koksgrus in die Verkokungszone, wodurch der Koksgrus an den verkokenden Kohle.teilchen haftet ο

2. Verfahren zur Steuerung von Koksgrus in einem Kohleumwand·=-

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lungssystem mit einer Dampf-Kohlenstoffvergasungszone, in der fluidisierter Koks mit Dampf zur Reaktion gebracht und das Synthesegas über der Vergasungszone abgezogen wird, wobei die Wärme für die endotherme Vergasungsreaktion zugeführt wird durch von außen erfolgendes Erhitzen eines Rezirkulationsstroms von Koks aus der Vergasungszone mit Verbrennungsgasen, und mit einer Verkokungszone, in der fluidisierte Kohle unter 538°C (1000⁰F) verkokt wird durch Erzeugung von Koks für die Vergasungszone, gekennzeichnet durch Steuerung des Koksgrus im Synthesegas durch Einführen des Koksgrus in die Verkokungszone, wodurch der Koksgrus an den verkokenden Kohleteilchen haftet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme für die Verkokung durch einen Rezirkulationsstrom von dem Vergaser entnommenen heißen Reaktionsprodukten geliefert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokungszone in mehrere Stufen unterteilt wird, die bei aufeinanderfolgend höheren Temperaturen betrieben werden, wobei der Koksgrus zur heißesten Stufe und von da aus zu den vorhergehenden Stufen zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Koksgrus zu einer zwischen 343°C (650⁰F) und 454°C (850⁰F) arbeitenden Stufe zurückgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht in die Verkokungszone eingeführte Koksgrus als Brennstoff zur Lieferung der Verbrennungsgase verwendet wird.

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