DE2920922C3 - Method and device for gasifying coal - Google Patents

Method and device for gasifying coal

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung von Kohle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Vergasung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The invention relates to a method for gasifying coal according to the preamble of claim 1 and a device for performing the gasification method according to the preamble of the claim 5.

Unter Kohle werden im vorliegenden Zusammenhang die verschiedensten Brennstoffe verstanden, welche freien Kohlenstoff enthalten, wie etwa Anthrazit, bituminöse Kohlen, Braunkohle, Ruß, Briketts. Durch die Vergasung entsteht ein Gas, welches Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält. Ein solches Gas kann je nach seiner Zusammensetzung als Brenngas, zum Einsatz in Brennstoffzellen, aber auch für die Synthese von z. B. Ammoniak, Methanol, Kohlenwasserstoffen, Phosgen und Oxo-Alkoholen dienen.In the present context, coal is understood to mean the most varied of fuels, which contain free carbon, such as anthracite, bituminous coals, lignite, soot, briquettes. By the gasification produces a gas which contains carbon monoxide and hydrogen. Such a gas can ever according to its composition as a fuel gas, for use in fuel cells, but also for the synthesis of z. B. ammonia, methanol, hydrocarbons, phosgene and oxo alcohols are used.

Bei der autothermen Vergasung, von welcher die vorliegende Erfindung ausgeht, findet eine Kombination der Vergasung von gröberer, vorzugsweise stückiger Kohle unter erhöhtem Druck, vorzugsweise im Festbett im Gegenslrom, mit der Vergasung von Staubkohle un-In the autothermal gasification on which the present invention is based, there is a combination the gasification of coarser, preferably lumpy coal under increased pressure, preferably in a fixed bed on the contrary, with the gasification of pulverized coal

ttr erhöhtem Druck im Gleichstrom statt, wobei durch die Prozeßführung dafür gesorgt wird, daß in einem Temperaturbereich oberhalb des Ascheerweichungspunktes gearbeitet und die Schlacke im flüssigen Zustand aus dem rostlosen Schachtvergaser abgezogen w'rd. Die gröbere Kohle, die als Schüttung aus vorzugsweise stückiger Kohle vorliegt, übernimmt dabei die Funktion einer Kühl- und Filtereinheit für das im unteren Teil des Schachtvergasers zugeführte heiße Primärgas. Der Prozeßwärmebedarf wird durch die Teilverbrennung der Staubkohle mit Sauerstoff aufgebracht Instead of increased pressure in cocurrent, the process control ensures that work is carried out in a temperature range above the ash softening point and the slag is drawn off from the rustless shaft gasifier in the liquid state. The coarser coal, which is present as a bed of preferably lumpy coal, takes on the function of a cooling and filter unit for the hot primary gas supplied in the lower part of the shaft gasifier. The process heat requirement is achieved through the partial combustion of the pulverized coal with oxygen

Wegen der schlechten Wärmeökonomie von Flugstaubvergasern und der Empfindlichkeit der Schachtvergaser gegenüber Feinkohle wurden bereits verschiedene Kombinationen dieser beiden Verfahrensprinzipien vorgeschlagen.Because of the poor heat economy of airborne dust gasifiers and the sensitivity of the shaft gasifiers compared to fine coal, various combinations of these two process principles have already been used suggested.

Nach der DE-AS 12 57 340 ist ein Verfahren zur Vergasung von Kohle mit Sauerstoff oder saue.stoffhaltigem Gas und Wasserdampf bekannt, bei welchem Staubkohle mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas und Wasserdampf vergast und das dabei entstehende Primärgas durch eine Schüttung aus gröberer Stückkohle auf einem gekühlten Rost im Gegenstrom von unten nach oben unter Bildung von Produktgas und flüssiger Schlacke geleitet wird. Die entstehende flüssige Schlacke tropft in eine darunter befindliche Vorfeuerkammer ab und fließt durch den Auslaß in ein darunter befindliches Löschwasserbad. Die abfließende Schlacke wird dabei von Sauerstoff-Gas-Brennern besonders erhitzt. In das Löschwasserbad wird Sauerstoff über einen Sprinklerring zugeführt. Die Mischung aus Sauerstoff und geringe Menge an Dampf, die beim Eintauchen der flüssigen Schlacke in das Löschwasserbad entsteht, kann über ein besonderes Gebläse aus dem Raum der Löschkammer oberhalb des Löschwasserspiegels abgezogen und über ein Hauptverteilerrohr und Düsen in die Vorfeuerkammer eingeführt werden, mit welchen auch der sauerstoffhaltige Wind mit brennstaubhaltigem Gas eingeführt wird.According to DE-AS 12 57 340 is a method for gasifying coal with oxygen or saue.stoffhaltigem Gas and water vapor are known, in which dust coal with oxygen or oxygen-containing gas and water vapor gasified and the resulting primary gas through a bed of coarser lump coal on a cooled grate in countercurrent from bottom to top with the formation of product gas and liquid slag is passed. The resulting liquid slag drips into a pre-firing chamber below and flows through the outlet into an extinguishing water bath below. The outflowing Slag is specially heated by oxygen gas burners. Oxygen enters the extinguishing water bath fed via a sprinkler ring. The mixture of oxygen and small amount of steam produced when immersed The liquid slag that is created in the extinguishing water bath can be extracted from the fire using a special blower The area of the extinguishing chamber above the extinguishing water level is drawn off and via a main distribution pipe and nozzles are introduced into the pre-firing chamber, with which the oxygen-containing wind with combustible dust Gas is introduced.

Aus der GB-PS 5 87 811 ist eine Vergasungskammer bekannt, in welcher am Boden die flüssige Schlacke in einem Schlackebad gesammelt und über eine Überlaufkante durch einen Ausflußkanal aus der Vergasungskammer ausströmen kann. Im Bereich der Überlaufkante ist auf die abfließende flüssige Schlacke ein Brenner gerichtet, der ein Einfrieren der Schlacke vermeiden soll. Oberhalb der Überlaufkante befindet sich eine Einrichtung zum Zurückhalten der Brennstoffschicht, um eine Verstopfung zu vermeiden. Die Schlacke selbst wird in einem neben der Vergasungskammer angeordneten Kühlwasserbadbehälter aufgefangen, der dabei entstehende Dampf über eine besondere Leitung abgeführt. Die unerheblichen Mengen an Wasserdampf, die dabei entstehen, sollen vom Eintritt durch den Ausflußkanal in die Vergasungskammer dadurch gehindert werden, daß in der Vergasungskammer ein höherer Druck aufrechterhalten wird als in dem Kühlwassprbadbehälter, um ein Zufrieren des Ausflußkanals zu vermeiden. Der Dampf kann in den oberen Teil der Vergasungskammer geleitet werden, wozu ein Verdichter erforderlich ist. Hierbei handelt es sich nicht um die kombinierte Vergasung von Stück- und Staubkohle. Die Wirtschaftlichkeit ist gering.From GB-PS 5 87 811 is a gasification chamber known in which the liquid slag is collected in a slag bath at the bottom and over an overflow edge can flow out of the gasification chamber through an outflow channel. In the area of the overflow edge A burner is directed towards the flowing liquid slag, which prevents the slag from freezing target. A device for retaining the fuel layer is located above the overflow edge to avoid constipation. The slag itself is placed in one next to the gasification chamber The cooling water bath tank is collected and the resulting steam is discharged via a special pipe. The insignificant amounts of water vapor that are created should come from the inlet through the outflow channel in the gasification chamber are prevented by the fact that a higher pressure in the gasification chamber is maintained than in the Kühlwassprbadbehälter in order to avoid freezing of the outflow channel. The steam can be directed into the upper part of the gasification chamber, which requires a compressor is. This is not the combined gasification of lump coal and dust coal. The economy is low.

Aus der DE-PS 4 58 879 ist ein Verfahren zum Vergasen von Kohle bekannt, bei welchem die Kohle durch Absieben in einen stückigen und einen staubförmigen Teil zerlegt und der stückige Teil einem Schachtvergaser zugeführt wird, während die Staubkohle in einem Brenner vergast und das dabei entstehende Primärgas zum Trocknen, Verschwelen und Vergasen der stückigen Kohle in den Schachtvergaser geführt wird. Die flüssige Schlacke sammelt sich am schrägen Boden des Schach ivergasers vor der als Böschung ausgebildeten unteren freien Oberfläche der Schüttung aus stückiger Kohle und fließt von dort über einen Schlackeabzug ab. Der Vorgang kann in an sich bekannter Weise durch Einblasen von Wasserdampf an geeigneter Stelle beeinflußt werden.From DE-PS 4 58 879 a method for gasifying coal is known in which the coal through Sieving divided into a lumpy and a dusty part and the lumpy part a shaft carburetor is supplied while the pulverized coal is gasified in a burner and the resulting primary gas is fed into the shaft gasifier for drying, smoldering and gasifying the lumpy coal. the Liquid slag collects on the sloping floor of the Schach ivergasers in front of the slope formed as an embankment lower free surface of the bed made of lumpy coal and flows from there via a slag discharge. The process can be influenced in a manner known per se by blowing in steam at a suitable point will.

Aus der DE-PS 2 88 588 ist es bekannt, zur Verbesserung des Wärmehaushaltes bei einem Vergasungsverfahren ohne Primärgaserzeugung die am unteren Teil eines Generators abfließende Schlacke innerhalb des Generators in ein Wasserbad zu leiten und dadurch abzulöschen und zu granulieren. Dabei wird die flüssige Schlacke zunächst von einer unterhalb einer senkrechten Schlackeablaßöffnung in einem AschefaU angeordnete Wanne aufgefangen und fließt von dieser in das unterhalb des Generators angeordnete Wasserbad. Der beim Eintritt der Schlacke in das Wasserbad entstehende Wasserdampf wird über eine Umgangsleitung in den oberen Teil des Generators oberhalb der Schlackenschmelzone eingedrückt. Hierdurch soll vermieden werden, daß der Wasserdampf in den unteren Teil des Generators gelangt.From DE-PS 2 88 588 it is known to improve the heat balance in a gasification process without primary gas generation is the one on the lower part of a generator to conduct slag inside the generator into a water bath and thereby extinguish it and to granulate. The liquid slag is initially from a below a vertical Slag discharge opening is collected in a pan arranged in an ash pan and flows from this into the water bath located below the generator. The one created when the slag enters the water bath Water vapor is drawn into the upper part of the generator above the slag melting zone via a bypass line depressed. This is to avoid that the water vapor in the lower part of the generator got.

Aus »Chemie-Ingenieur-Technik« 1956, Nr. 1, Seiten 25 bis 30, ist ein Schlackenbadgenerator bekannt, bei welchem staubförmiger Brennstoff und Vergasungsmittel in gesonderten Düsen in den Schachtvergaser schräg nach unten und nahezu tangential in Höhe eines am Boden des Schachtvergasers befindlichen Schlackeüberlaufes eingeblasen werden. Die überlaufende Schlacke gelangt in ein unter dem Boden des Schacht-Vergasers angeordnetes Wasserbad zur Granulierung. Bei Zuführung von Wasserdampf in den Vergasungsprozeß muß dieser gesondert hergestellt werden. From "Chemie-Ingenieur-Technik" 1956, No. 1, pages 25 to 30, a slag bath generator is known at which pulverulent fuel and gasification agent in separate nozzles in the shaft gasifier at an angle downwards and almost tangentially at the level of a slag overflow located at the bottom of the shaft gasifier be blown in. The overflowing slag ends up in an under the floor of the shaft gasifier arranged water bath for granulation. If water vapor is fed into the gasification process, it must be produced separately.

Beim Verfahren nach der DE-PS 10 42 817 wird von mehreren seitlichen Staubvergasern geliefertes Primärgas durch die Schüttung aus stückigem Brennstoff des Schachtvergasers geführt, dabei wird der Kohlestaub mit Sauerstoff und gesondert herzustellendem Wasserdampf umgesetzt. Das Verfahren kann unter erhöhtem Druck durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren können die Rückstände flüssig oder fest abgezogen werden. Ähnliche Verfahren sind in der DE-PS 9 08 516 und der DE-AS 10 71 265 beschrieben. Der Abstich von flüssiger Schlacke aus Schachtvergasern, sowie solchen, die unter Druck arbeiten, sind bei den zuletzt genannten Verfahren nicht beschrieben. Bei den genannten Verfahren geht der fühlbare und latente Wärmeinhalt der flüssigen Schlacke weitgehend verloren.In the process according to DE-PS 10 42 817, primary gas is supplied by several lateral dust gasifiers Passed through the bed of lumpy fuel from the shaft gasifier, thereby releasing the coal dust reacted with oxygen and separately produced water vapor. The procedure can be under increased Printing can be carried out. With this method, the residues can be drawn off in liquid or solid form. Similar processes are described in DE-PS 9 08 516 and DE-AS 10 71 265. The racking of liquid Slag from shaft gasifiers, as well as those that work under pressure, are among the latter Procedure not described. In the processes mentioned, the sensible and latent heat content is the liquid slag largely lost.

Aus der CH-PS 2 44 296 ist ein unter Druck betreibbarer Abstichgenerator ohne Primärgaserzeugung bekannt, dessen notwendigerweise regelbarer Schlackeaustrag in eine neben dem Generator vorgesehene geschlossene Kammer erfolgt. Nach dem Austritt aus dem Generatorschacht wird der Schlackestrom mit Wasserdüsen abgeschreckt und der erzeugte Wasserdampf aus der Kammer abgeleitet. Für das Freihalten des Abstichkanals ist eine Bohreinrichtung und/oder die Zuführung heißer Feuergase erforderlich.From CH-PS 2 44 296 one can be operated under pressure Tapping generator without primary gas generation is known, whose slag discharge is necessarily adjustable takes place in a closed chamber provided next to the generator. After leaving the In the generator shaft, the slag stream is quenched with water nozzles and the water vapor generated is removed derived from the chamber. A drilling device and / or the feed are required to keep the tapping channel free hot fire gases required.

Aus der DE-OS 14 21 094 ist es bekannt, an einem nicht unter Druck betreibbaren Wirbelstromofen für die Vergasung pulverisierter Kohle die flüssige Schlacke unterhalb einer Abflußöffnung des Wirbelstromofens aus einer besonderen Abschreckkammer mit Wasser von deren Rand anzusprühen, um die Schlacke abzu-From DE-OS 14 21 094 it is known, on a non-pressurized eddy current furnace for Gasification of pulverized coal removes the liquid slag below a discharge opening of the eddy current furnace to spray water from the edge of a special quenching chamber in order to remove the slag

kühlen und zu zerkleinern. Die zerkleinerte Schlacke fällt in ein Wasserbad. Aufsteigender Dampf kann dabei den Schlackeablauf kühlen und die Neigung des »Zufrierens« der Abflußöffnung fördern.cool and crush. The crushed slag falls into a water bath. Rising steam can do this cool the slag drain and promote the tendency to "freeze" the drainage opening.

Aus der US-PS 39 29 429 ist es bekannt, an einem Vergaser das der Kühlung von Schlacke und Prozeßgas dienende Quenchwasser nach mehrstufigem Reinigen von feiner Asche und Kohlestaub in Absetztanks und durch Schaumflotation teilweise zurückzuführen, während ein anderer Teil ausgeschleust wird.From US-PS 39 29 429 it is known on a gasifier that the cooling of slag and process gas serving quench water after multi-stage cleaning of fine ash and coal dust in settling tanks and partially returned by foam flotation, while another part is discharged.

Gemäß der DE-OS 25 37 948 wird in einem Reaktor lediglich Staubkohle vergast, die, zusammen mit Sauerstoff und gegebenenfalls Wasserdampf, durch eine untere Verengung des Reaktors in diesen eingeblasen wird. Die flüssige Schlacke fließt im Gegenstrom dazu durch die untere Verengung aus dem Reaktor in ein darunter befindliches Wasserbad. Die dabei entstehende geringe Menge an Wasserdampf kann von dem Kohlestaub-Sauerstoff-Gemisch mit in den Reaktor gerissen werden. According to DE-OS 25 37 948 only pulverized coal is gasified in a reactor, which, together with oxygen and optionally steam, is blown into the reactor through a lower constriction of the reactor. The liquid slag flows in countercurrent to this through the lower constriction from the reactor into a lower one located water bath. The resulting small amount of water vapor can come from the coal dust-oxygen mixture be torn into the reactor.

Aus der DE-PS 9 36 766 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gaserzeugung durch Vergasung von ausschließlich stückigen Brennstoffen mit einem Gemisch von Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft mit Wasserdampf bekannt. Der erforderliche Wasserdampf wird unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Produktgases erzeugt. Das Vergasungsmittel wird lediglich über eine zentrale Düse oder Stichlöcher, um diese freizublasen, in die Vergasungszone eingeführt, um durch eine Schüttung des gröberen Brennstoffes im Gegenstrom von unten nach oben unter Bildung von Produktgas und flüssiger Schlacke zu strömen. Die flüssige Schlacke wird zunächst in einem Schlackenbad gesammelt und fließt über einen Überlauf od. dgl. zur Abkühlung und gegebenenfalls Granulation in ein innerhalb des Schachtvergasers vorgesehenes Kühlwasserbad frei fallen ab. Der feste Brennstoff steht in dem Schlackebad. Neben dem Nachteil, nur stückigen Brennstoff einsetzen zu können, sind die Einsatzmöglichkeiten und der Wirkungsgrad einer solchen Gaserzeugung relativ begrenzt.From DE-PS 9 36 766 a method and a device for generating gas by gasification of exclusively lumpy fuels with a mixture of oxygen or oxygen-enriched fuels Air with water vapor is known. The required water vapor is made using the sensible heat of the product gas generated. The gasification agent is only fed through a central nozzle or tap holes to blow this free, introduced into the gasification zone, to by a pouring of the coarser fuel in the To flow countercurrent from bottom to top with the formation of product gas and liquid slag. The liquid one Slag is first collected in a slag bath and flows over an overflow or the like to cool it down and optionally granulation in a cooling water bath provided within the shaft gasifier free fall off. The solid fuel is in the slag bath. Besides the disadvantage, only lumpy Being able to use fuel are the possible uses and the efficiency of such gas generation relatively limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der gattungsgemäßen An so weiterzubilden, daß es zuverlässig und mit höherer Wirtschaftlichkeit, insbesondere besserer Wärmeausnutzung der flüssigen Schlacke und geringer Umweltbelastung ausführbar istThe object of the present invention is to develop a method of the generic type in such a way that it is reliable and more economical, especially better heat utilization of the liquid Slag and low environmental impact is feasible

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst This object is achieved according to the invention with the features of the characterizing part of claim 1

Damit wird die fühlbare Wärme der flüssigen Schlakke auf wirksame Weise genutzt Der entstehende Wasserdampf vermischt sich unmittelbar mit dem aus den Brennern zugeführten, CO2 enthaltenden Primärgas, denn er wird von dem Primärgasstrahl, vor dessen Eintritt in die gröbere Kohle, angesaugt, wodurch er als prozeßeigenes Vergasungsmittel vollständig und in gleichmäßiger Verteilung zur Verfugung steht Bei Kohlen mit einem Aschegehalt von Ober 2 bis 10% ist je nach der gewünschten Gaszusammensetzung unter Umständen überhaupt kein Zusatzdampf mehr erforderlich. Wenn der Aschegehalt der Kohle 20% oder mehr beträgt, ist die Dampfentwicklung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren so groß, daß es sogar wirtschaftlich werden kann, nicht mehr allen Dampf als Prozeßdampf zu verwenden, sondern einen Teilstrom abzuzweigen und anderweitig, z. B. zur Trocknung der Kohle oder zur Erzeugung von mechanischer oder elektrischer Energie einzusetzen. Für die Bildung der Wasserstrahlen können das prozeßeigene Kühlwasser, aber auch das Kondensatwasser, welches in der nachgeschalteten Gasreinigung anfällt, und auch andere belastete Abwasser, welche in den vor- und nachgeschalteten Verfahren anfallen, eingesetzt werden. Aufgrund dessen ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr umweltfreundlich, da keine Prozeßabwässer abgegeben zu werden brauchen, sondern sogar noch andere belastete Abwasser aufgenommen werden können. Der Schlackestrom ist auch ohne Einsatz einer Regeleinrichtung für diesen kontinuierlich. Dadurch, daß mindestens ein Primärgasstrahl aus den Brennern auf die Oberfläche des Schlackebades gerichtet ist, kann eine vollständige Vergasung auch noch der im Schlackebad aufschwimmenden Kohle und zur Vermeidung eines Erstarrens eine relativ hohe Temperatur des Schlackebades erreicht werden. Durch den über dem Schlackebad im Gegenstrom zur flüssigen Schlacke gerichteten Primärgasstrahl kann das Überlaufwehr auf einfache Weise von Verstopfungen durch aufschwimmende Kohlestücke freigehalten werden. Ferner ist der Primärgasstrahl so gerichtet und so dicht an der Stelle angeordnet, an welcher die Wasserstrahlen auf die abfließende Schlacke auftreffen, daß der bei der Schlackezerstäubung entstehende Dampf von dem Primärgasstrahl in Richtung auf die untere freie Oberfläche der gröberen Kohle mitgerissen wird. Dadurch kann eine wirksame Zuführung des bei der Schlackezerstäubung entstehenden Dampfes in die Kohleschüttung und gute Durchmischung mit dem Primärgas erzielt werden.In this way, the sensible heat of the liquid slag is used in an effective way. The resulting water vapor mixes directly with the primary gas containing CO2 supplied from the burners, because it is from the primary gas jet, before its entry sucked into the coarser coal, whereby it is completely and in Even distribution is available. For coals with an ash content of over 2 to 10%, each depending on the desired gas composition, no additional steam at all may be required. When the ash content of the coal is 20% or more, the steam generation is according to the invention Process so great that it can even become economical, no longer all steam as process steam to use, but to branch off a partial stream and otherwise, z. B. for drying the coal or to use it to generate mechanical or electrical energy. For the formation of the water jets can use the process own cooling water, but also the condensate water, which is in the downstream Gas cleaning occurs, and also other polluted wastewater, which in the upstream and downstream processes are used. Because of this, the method according to the invention is very environmentally friendly because no process wastewater need to be given off, but even other contaminated wastewater absorbed can be. The slag flow is continuous even without the use of a control device for this. The fact that at least one primary gas jet from the burners onto the surface of the slag bath is directed, a complete gasification can also still the floating coal and in the slag bath to avoid solidification, a relatively high temperature of the slag bath can be reached. Through the The overflow weir can be positioned above the slag bath in countercurrent to the liquid slag be kept free from clogging by floating coal pieces in a simple manner. Furthermore, the primary gas jet is directed and arranged so close to the point at which the water jets impinge on the flowing slag that the vapor produced during the slag atomization is released from the primary gas jet is carried away towards the lower free surface of the coarser coal. This can an effective supply of the steam resulting from the slag atomization into the coal bed and good mixing can be achieved with the primary gas.

Für eine wirksame Granulierung und Dampferzeugung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Summe der Masseströme der Wasserstrahlen 2- bis lOmal so groß zu halten wie den Massenstrom der abfließenden Schlacke.For effective granulation and steam generation, it has proven to be useful to add the sum to keep the mass flow of the water jets 2 to 10 times as large as the mass flow of the outflowing Slag.

Hierbei sind für die Wasserstrahlen Strömungsgeschwindigkeiten zwischen 20 und 100 m/s zweckmäßig.
Wenn die Massenströme und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Wasserstrahlen regelbar sind, kann Einfluß auf die Granulierung genommen werden.Flow velocities between 20 and 100 m / s are expedient for the water jets.
If the mass flows and / or the flow speed of the water jets can be regulated, the granulation can be influenced.

Wenn das in dem Kühlwasserbad entstehende Gemisch aus Kühlwasser und Schlackegranulat aus dem Kühlwasserbad abgezogen, das Schlackegranulat abgefiltert und das gereinigte Kühlwasser, gegebenenfalls unter Zugabe von Zusatzwasser, zur Bildung der Wasserstrahlen zurückgeführt wird, ist sichergestellt, daß bei dem erfindungsgemäßen Vergasungsprozeß keine umweltbelastenden Abwässer entstehen. Die Abfilterung des Granulats stellt im Vergleich zur Abscheidung von feinstkörniger Flugasche eine einfache Maßnahme dar. Als Zusatzwasser kann man das Waschwasser der Produktgasreinigung nach Beseitigung des HCN durch Strippen mit Luft unter bleibender Restbelastung an H2S und CS2 verwenden. Die Bildung komplexer Zyanide aus der Absorption von HCN aus dem Produktgas im Kühlwasser und der anschließenden Reaktion dieses HCN mit der Schlacke wird durch ein relativ hohes Angebot an Sauerstoff im Primärgas und den Netto-Dampfstrom aus dem Wasserbad in Richtung Überlaufwehr und in Richtung der unteren freien Oberfläche der Kohleschüttung vermieden.If the resulting mixture of cooling water and slag granulate in the cooling water bath from the The cooling water bath is removed, the slag granulate is filtered off and the purified cooling water, if necessary with the addition of additional water, is returned to the formation of the water jets, it is ensured that in the gasification process according to the invention no environmentally harmful waste water is produced. The filtering of the granulate is a simple measure compared to the separation of very fine-grained fly ash The scrubbing water of the product gas cleaning after removal of the HCN can be used as additional water Use stripping with air with permanent residual exposure to H2S and CS2. The formation of complex cyanides from the absorption of HCN from the product gas in the cooling water and the subsequent reaction of this HCN with the slag is caused by a relatively high supply of oxygen in the primary gas and the net steam flow from the water bath towards the overflow weir and towards the lower free surface of the Avoided discharge of coal.

Vor der Abfilterung des Schlackegranulats aus dem Gemisch aus Kühlwasser und Schlackegranulat kann man dieses zweckmäßigerweise noch druckentspannen und der dabei entstehende Dampf einer besonderen Verwertung zugeführt werden.Before the slag granules are filtered off from the mixture of cooling water and slag granules this is expediently depressurized and the resulting steam a special one Recycling.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erläuterten Verfahrens nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 5. Diese VorrichtungThe invention also relates to a device for performing the method explained according to the Generic term of claim 5. This device

weist die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 5 auf.has the features of the characterizing part of claim 5.

Die untere freie Oberfläche der Schüttung grenzt also unmittelbar an die Kammer, in welcher der den Primärgasstrahl erzeugende Brenner mündet. In dieser Kammer kann die intensive Zumischung des bei der Schlakkezerstäubung entstehenden Wasserdampfes zu dem Primärgas stattfinden. Dadurch, daß die Kammer nach unten wenigstens teilweise von der freien Oberfläche des in der Schlackenwanne gebildeten Schlackenbades begrenzt ist, kann die flüssige Schlacke aus dem Schlakkenbad ungestört über das Überlaufwehr abfließen. Dadurch, daß der einen Primärgasstrahl erzeugende Brenner auf die Oberfläche des Schlackenbades gerichtet ist, wird ein Verstopfen des Überlaufwehres verhindert. Die Brenner sind unmittelbar oberhalb und die Wasserstrahlianze unterhalb des Überlaufwehrs an einer sich zwischen Kühlwasserbad und Kammer befindlichen Dampfdurchtrittsöffnung angeordnet. Auf diese Weise wird der bei der Zerstörung der flüssigen Schlacke entstehende Dampf von dem Primärgasstrahl des Brenners besonders gut in Richtung der unteren freien Oberfläche der Schüttung mitgerissen. Zweckmäßigerweise ist das Überlaufwehr V-förmig ausgebildet und gekühlt.The lower free surface of the bed is therefore directly adjacent to the chamber in which the primary gas jet generating burner opens. Intensive admixing of the slag atomization can be carried out in this chamber occurring water vapor to the primary gas take place. By the fact that the chamber after below at least partially from the free surface of the slag bath formed in the slag pan is limited, the liquid slag can flow away from the slag bath undisturbed via the overflow weir. Through this, that the burner generating a primary gas jet is aimed at the surface of the slag bath, clogging of the overflow weir is prevented. The burners are immediately above and the water jets below the overflow weir on one located between the cooling water bath and the chamber Arranged vapor passage opening. In this way, the resulting from the destruction of the liquid slag is removed Steam from the primary gas jet of the burner particularly well in the direction of the lower free surface carried away by the bed. The overflow weir is expediently V-shaped and cooled.

Es ist auch zweckmäßig, einen die Kohleschüttung aufnehmenden, aus Kühlmittelleitungen gebildeten Korb vorzusehen, der innerhalb des Druckbehälters angeordnet ist, da dann die Hitzebeanspruchung des den Schachtvergaser bildenden Druckbehälters verringert ist.It is also expedient to have a bed of coal which is formed from coolant lines and which receives the coal bed Provide basket, which is arranged within the pressure vessel, since then the heat stress of the Shaft carburetor forming pressure vessel is reduced.

Die bei der Erfindung erforderliche freie Oberfläche der Schüttung nach Art einer Böschung kann auf einfache Weise zwangsläufig dadurch erreicht werden, daß der Korb oberhalb der Kammer einen einwärts weisenden Vorsprung hat.The free surface of the bed required in the invention in the manner of an embankment can easily be Way can inevitably be achieved in that the basket above the chamber has an inwardly facing Has a head start.

Weil die Primärgasstrahlen auf die untere freie Oberfläche der Schüttung gerichtet sind, findet dort trotz der Abfilterung von Schlacketröpfchen aus dem Primärgasstrom eine wirksame Vergasung statt. Dieser Umstand wird dann noch weiter gefördert, wenn in den Korb mindestens ein Vorschubapparat, z. B. eine wassergekühlte Schnecke, zur Bewegung der Stückkohle in Richtung auf ihre untere freie Oberfläche hineinragt, da dann diese freie Oberfläche in Bewegung bleibt und immer wieder erneuert wird.Because the primary gas jets are directed at the lower free surface of the bed, it takes place there in spite of the Effective gasification takes place by filtering off slag droplets from the primary gas flow. This condition is then further promoted when at least one feed device, z. B. a water-cooled Snail, to move the lump charcoal in the direction of its lower free surface protrudes as then this free surface remains in motion and is constantly being renewed.

Die Abgabe von umweltbelastenden Abwässern kann dadurch vermieden werden, daß dem Kühlwasserbad, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Entspannungsgefäßes, ein Schlackegranulatfilter nachgeschaltet ist, dessen Kühlwasserausgang mit der Wasserstrahllanze verbunden istThe discharge of polluting wastewater can be avoided in that the cooling water bath, if necessary with the interposition of an expansion vessel, a slag granulate filter is connected downstream whose cooling water outlet is connected to the water jet lance

Die Erfindung wird mit der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigtThe invention is illustrated by the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail It shows

F i g. 1 schematisch einen Vertikalschnitt durch eine die Erfindung aufweisende Vergasungsvorrichtung,F i g. 1 schematically shows a vertical section through a gasification device incorporating the invention,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 1-1 von F ig. 1,F i g. 2 shows a horizontal section along the line 1-1 of FIG. 1,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt entlang der Linie II-II von Fig. l.undF i g. 3 shows a horizontal section along the line II-II of Fig. 1. and

F i g. 4 schematisch die Kreislaufführung des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anfallenden Kühlwassers. F i g. 4 schematically shows the circulation of the cooling water obtained in the process according to the invention.

Ein Druckbehälter 1, der eine Außenisolierung 33 aufweist bildet einen Schachtvergaser. Der Druckbehälter t hat einen vertikalen oberen Abschnitt und einen seitlich abgewinkelten unteren Abschnitt In den oberen Abschnitt des Druckbehälters 1 wird die stückige Kohle über eine Schleuse 4 aufgegeben, welche nach jedem Takt mit einem inerten Gas, z. B. Dampf, durch eine Leitung 5 gespült wird. Die stückige Kohle gelangt in einen in dem Druckbehälter 1 aufgenommenen Korb 3 aus Kühlwasserleitungen und bildet in diesem eine Schüttung 11 mit einem eine obere freie Oberfläche 12 aufweisenden Schüttkegel. Die Leitungen des Korbes 3 werden über einen unteren Ringverteiler 31 versorgt, zu welchem Fallrohre 30, die in dem Zwischenraum zwisehen dem Korb 3 und dem Druckbehälter 1 liegen, von einem oberen Ringverteiler 29 führen, an welchen eine Kühlwasserzufuhrleitung 7 angeschlossen ist. Das in dem Korb 3 aufsteigende Kühlwasser gelangt in einen oberen Ringsammler 28 und wird von dort über eine Kühlwasserzufuhrieitung 8 abgezogen.A pressure vessel 1, which has an outer insulation 33, forms a shaft carburetor. The pressure vessel t has a vertical upper section and a laterally angled lower section in the upper Section of the pressure vessel 1, the lumpy coal is fed through a lock 4, which after each Clock with an inert gas, e.g. B. steam, is flushed through a line 5. The lumpy coal ends up in one in the pressure vessel 1 received basket 3 of cooling water lines and forms in this one Fill 11 with an upper free surface 12 having cones of repose. The lines of the basket 3 are supplied via a lower ring distributor 31, too which downpipes 30, which lie in the space between the basket 3 and the pressure vessel 1, of lead an upper ring distributor 29, to which a cooling water supply line 7 is connected. This in the basket 3 rising cooling water reaches an upper ring collector 28 and is from there via a Cooling water supply line 8 withdrawn.

Der Korb 3 hat im unteren Drittel einen einwärts weisenden Vorsprung 20, welcher die obere Begrenzung einer darunterliegenden Kammer 21 bildet. Aufgrund der so in dem Korb 3 vorliegenden Verengung entsteht zwangsläufig am unteren Ende der Schüttung 11 eine schräg liegende böschungsartige freie Oberfläche 13, welche die Kammer 21 auf dieser Seite begrenzt. Unten steht die Schüttung 11 auf einer am unteren Teil des Korbes 3 ebenfalls von Kühlmittelleitungen gebildeten Schlackenwanne 22 auf. Im unteren Bereich, also unterhalb des Vorsprungs 20, ist die Innenseite des Korbes 3 einschließlich der Schlackenwanne 22 mit einer feuerfesten Stampfmasse 32 versehen. Die die untere freie Oberfläche 13 der Schüttung 11 bildende Böschung hat einen Abstand von einem an den der Schüttung 11 abgewandten Ende der Schlackenwanne 22 ausgebildeten Überlaufwehr 16. Das Überlaufwehr 16 ist, wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich. V-förmig ausgebildet The basket 3 has an inwardly pointing projection 20 in the lower third, which is the upper limit an underlying chamber 21 forms. Because of the constriction thus present in the basket 3 there is inevitably a sloping slope-like free surface at the lower end of the bed 11 13, which limits the chamber 21 on this side. Below is the bed 11 on one at the bottom Part of the basket 3 also formed by coolant lines slag pan 22. In the area below, So below the projection 20, the inside of the basket 3 including the slag pan 22 is with a refractory ramming mass 32 provided. The slope forming the lower free surface 13 of the bed 11 is at a distance from an end of the slag pan 22 facing away from the bed 11 Overflow weir 16. The overflow weir 16 is, as shown in particular in FIG. 3 can be seen. V-shaped

Zwischen der unteren freien Oberfläche 13 und dem Überlaufwehr 16 kann sich beim Betrieb des Schachtvergasers die flüssige Schlacke mit einer freien Oberfläche in einem von der Schlackenwanne 22 aufgenommenen Schlackenbad 14 sammeln. Die freie Oberfläche des Schlackenbades 14 begrenzt die Kammer 21, bis auf eine später noch zu erläuternde Dampfdurchtrittsöffnung 24, nach unten. Der äußere Teil der Kammer 21 wird von der Stampfmasse 32 des Korbes 3 begrenzt.
Dem Überlaufwehr 16 unmittelbar gegenüberliegend ist in der Wandung des Druckbehälters 1 ein Brenner 2 angeordnet dem Staubkohle, Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltendes Gas und gegebenenfalls Zusatzdampf zugeführt werden. Der von dem Brenner 2 gebildete Primärgasstrahl 15 ist schräg nach unten in Richtung auf die untere freie Oberfläche 13 und die freie Oberfläche des Schlackenbades 14 gerichtet Auf diese Weise wird eine intensive Vergasung an der unteren freien Oberfläche 13 und auch der auf dem Schlackenbad 14 aufschwimmenden Kohle erreicht und ein Verstopfen des Überlaufwehres 16 verhindert, denn der Primärgasstrahl 15 ist dem zu dem Überlaufwehr 16 hinfließenden Schlackenstrom entgegengerichtetBetween the lower free surface 13 and the overflow weir 16, during operation of the shaft gasifier, the liquid slag can collect with a free surface in a slag bath 14 received by the slag pan 22. The free surface of the slag bath 14 delimits the chamber 21 at the bottom, with the exception of a steam passage opening 24 to be explained later. The outer part of the chamber 21 is delimited by the ramming mass 32 of the basket 3.
Directly opposite the overflow weir 16 in the wall of the pressure vessel 1 is a burner 2 to which pulverized coal, oxygen or oxygen-containing gas and, if necessary, additional steam are fed. The primary gas jet 15 formed by the burner 2 is directed obliquely downwards in the direction of the lower free surface 13 and the free surface of the slag bath 14 and prevents clogging of the overflow weir 16, because the primary gas jet 15 is directed in the opposite direction to the stream of slag flowing towards the overflow weir 16

Die flüssige Schlacke, die über das Überlaufwehr 16 tritt, bildet einen herabfallenden Schlackenstrom 17 in der Dampfdurchtrittsöffnung 24. Auf den freifallenden Schlackenstrom 17 ist ein von einer in der Wandung des Druckbehälters 1 angeordneten Wasserstrahlianze 23 ausgehender Druckwasserstrahl 18 gerichtet Hierdurch wird die flüssige Schlacke fein zerstäubt und abgekühlt Gleichzeitig entsteht Dampf, welcher als Prozeßdampf durch die Dampfdurchtrittsöffnung 24 in die Kammer 21 von dem Primärgasstrahl 15 mitgerissen wird und dort zusammen mit dem Primärgas in die untere freieThe liquid slag that passes over the overflow weir 16 forms a falling slag stream 17 in the steam passage opening 24. On the free-falling slag stream 17 is one of one in the wall of the Pressure vessel 1 arranged water jets 23 outgoing pressurized water jet 18 directed through this the liquid slag is finely atomized and cooled. At the same time, steam is generated, which is used as process steam is entrained by the primary gas jet 15 through the vapor passage opening 24 into the chamber 21 and there together with the primary gas in the lower free

Oberfläche 13 der Schüttung 11 eintritt. Sowohl der Primärgasstrahl 15 als auch der Druckwasserstrahl 18 lassen sich regulieren, um den Prozeßablauf zu steuern und zu beeinflussen bzw. die den Prozeßerfordernissen entsprechende Löschwassermenge zur Verfügung zu stellen. Überschüssiger Dampf kann über einen Dampfablaß 25 abgezogen werden.Surface 13 of the bed 11 occurs. Both the primary gas jet 15 and the pressurized water jet 18 can be regulated in order to control and influence the process sequence or the process requirements to provide the appropriate amount of extinguishing water. Excess steam can be drained through a steam vent 25 can be deducted.

Die zerstäubte, wenigstens teilweise gekühlte Schlakke gelangt zur endgültigen Granulierung mit dem nicht Verdampften Kühlwasser des Druckwasserstrahles 18 in ein unterhalb der Schlackenwanne 22 in dem Druckbehälter 1 angeordnetes Wasserbad 19. Aus dem \Vasserbad 19 kann das Gemisch aus granulierter Schlacke und Kühlwasser über eine Austragsschleuse 26 abgelassen werden. Am tiefsten Punkt neben der Austragsschleuse 26 befindet sich in dem Druckbehälter 1 ein Kondenswasserablaß 27 für den Ablaß des in dem Druckbehälter 1 während des Anfahrens kondensierten Wasserdampfes. The atomized, at least partially cooled slag does not reach the final granulation with the Evaporated cooling water of the pressurized water jet 18 in a below the slag pan 22 in the pressure vessel 1 arranged water bath 19. From the \ Vasserbad 19, the mixture of granulated slag and Cooling water can be drained off via a discharge lock 26. At the lowest point next to the discharge lock 26 is located in the pressure vessel 1, a condensate drain 27 for draining the in the pressure vessel 1 water vapor condensed during start-up.

Zur Förderung der stückigen Kohle aus der Schüttung 11 in Richtung auf die untere freie Oberfläche 13 befinden sich zwei schräg nach unten weisende, ebenfalls vom Kühlmittel durchströmte Vorschubapparate in Form von Förderschnecken 9 und 10.To convey the lumpy coal from the bed 11 in the direction of the lower free surface 13 there are two downward-pointing feed devices through which the coolant also flows Form of screw conveyors 9 and 10.

Am oberen Teil des Druckbehälters 1 befindet sich ein ebenfalls gekühlter Gasauslaß 6 für das Produktgas. Die Kühlmittelleitungen des Gasauslasses 6 können gesondert versorgt werden, aber auch beispielsweise mit den Leitungen des Korbes 3 verbunden sein.At the upper part of the pressure vessel 1 there is a likewise cooled gas outlet 6 for the product gas. The coolant lines of the gas outlet 6 can be supplied separately, but also, for example, with be connected to the lines of the basket 3.

Gemäß F i g. 4 gelangt das Gemisch aus Schlackegranulat und Kühlwasser über die Austragsschleuse 26 zunächst in ein Entspannungsgefäß 34 mit Dampfableitung 35, von dort aus in ein Schlackegranulatfilter 36. Das Granulat wird über einen Granulatabgang 38 abgegeben. Der Kühlwasserausgang 37 ist über eine PumpeAccording to FIG. 4, the mixture of slag granulate and cooling water passes through the discharge lock 26 first into an expansion vessel 34 with steam discharge 35, from there into a slag granulate filter 36. The granulate is released via a granulate outlet 38. The cooling water outlet 37 is via a pump

40 und eine Rückführungsleitung 41 zu der Wasserstrahllanze 23 zurückgeführt. Vor der Pumpe 40 kann eine Zusatzwasserleitung 39 in die Verbindung zwischen Kühlwasserausgang 37 und Rückführungsleitung40 and a return line 41 returned to the water jet lance 23. Before the pump 40 can an additional water line 39 in the connection between cooling water outlet 37 and return line

41 münden.41 flow.

Das beschriebene Verfahren erlaubt die Vergasung von solchen Kohlen, die einen relativ großen Anteil feinen Korns enthalten. Die Wärmeökonomie ist besonders günstig, da auch der Wärmeinhalt der flüssigen Schlacke für den Prozeß selbst genutzt wird. Die Schlakke wird im dünnflüssigen Zustand zerstäubt, weshalb Schlackegranalien entstehen, die problemlos ausgeschleust und weiterbehandelt werden können. Das Vergasungsverfahren produziert keine die Umwelt belastenden Abwässer, es ist darüber hinaus vielmehr noch imstande, fremde Ab-vässer aufzunehmen.The method described allows the gasification of such coals, which have a relatively large proportion of fine Korns included. The heat economy is particularly favorable, as the heat content of the liquid Slag is used for the process itself. The slag is atomized in the thin liquid state, which is why Slag granules are created, which can be discharged and treated further without any problems. The gasification process does not produce any polluting wastewater, it is even more so able to absorb foreign sewage.

Bei dem Verfahren können in ein und demselben Generator sowohl CH4-armes Synthesegas für die chemische Industrie wie auch CH4-reiches Gas als Pipelinegas oder für Kohlenwasserstoff-Synthesen hergestellt werden. Der günstige Abbrand, der verstopfungsfreie Gang der Kohleschüttung 11 und die Ausnutzung des Löschdampfes sind besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.In the process can in one and the same generator, both CH4-lean synthesis gas for chemical industry as well as CH 4 -rich gas produced as pipeline gas, or for hydrocarbon syntheses. The favorable burn-up, the blockage-free passage of the coal bed 11 and the utilization of the extinguishing steam are particular advantages of the method according to the invention.

Das Verfahren kann beispielsweise bei einer hohen Gasaustrittstemperatur von z. B. 1050°C betrieben werden. Der Mcthangehalt des Produktgases ist dann sehr niedrig. In dem Druckbehälter 1 herrscht dabei etwa ein Druck von 35 bar. In den Kühlmittelrohren 28 bis 3t des Kühlkorbes 3 wird Dampf mit 40 bar erzeugt Dieser kann zum größten Teil in der Gasreinigung verbraucht werden. Der Überschuß kann an eine Sauerstoffanlage abgegeben oder zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden.The method can, for example, at a high gas outlet temperature of, for. B. 1050 ° C are operated. The methanol content of the product gas is then very low. In the pressure vessel 1 there is about a Pressure of 35 bar. In the coolant pipes 28 to 3t of the Cooling basket 3 generates steam at 40 bar. Most of this can be used in gas cleaning will. The excess can be given to an oxygen system or to generate electrical energy be used.

Als Brenner 2 werden vorteilhaft solche verwendet, bei denen Kohlestaub, Sauerstoff und gegebenenfalls Dampf oder CO2 nicht nur eine innige Mischung und chemische Umsetzung erfahren, sondern auch eine Vorabscheidung der flüssigen Schlacketropfen erfolgt. Für diesen Zweck sind Zyklonbrenner besonders gut geeignet. Der Primärgasstrahl, welcher aus den Brennern 2 in die Kammer 21 tritt, ist dabei also weitgehend frei von flüssigen Schlacketropfen. Die Abscheidung der restlichen, sehr feinen Schlacketropfen findet während der Durchströmung der Kohleschüttung 11 an deren unteren freien Oberfläche 13 statt, die sich ständig erneuert und dadurch nicht verstopft.The burners 2 used are advantageously those in which coal dust, oxygen and possibly steam or CO 2 not only experience an intimate mixture and chemical reaction, but also a pre-separation of the liquid slag drops takes place. Cyclone burners are particularly well suited for this purpose. The primary gas jet which emerges from the burners 2 into the chamber 21 is thus largely free of liquid slag droplets. The deposition of the remaining, very fine slag droplets takes place during the flow through the coal bed 11 on its lower free surface 13, which is constantly renewed and therefore not clogged.

Das Primärgas enthält CO2. Vor Eindringen in die Kohleschüttung wird es innig mit dem Dampf gemischt. H2O und CO2 reagieren mit dem Kohlestoff der Kohleschüttung 11 nach den folgenden Gleichungen:The primary gas contains CO2. Before it penetrates the coal bed, it is intimately mixed with the steam. H2O and CO2 react with the carbon in the coal bed 11 according to the following equations:

C + H2O = CO + H2
C + CO2 = 2 COC + H 2 O = CO + H 2
C + CO 2 = 2 CO

Da beide Reaktionen endotherm sind, findet eine rasehe Kühlung des Primärgases statt. Die Gasaustrittstemperatur kann durch die Höhe der Kohleschüttung 11 eingestellt werden. Sie liegt je nach Betthöhe z. B. zwischen 300 und 12000C.Since both reactions are endothermic, the primary gas is rapidly cooled. The gas outlet temperature can be adjusted by the height of the coal bed 11. It is depending on the bed height z. B. between 300 and 1200 0 C.

Der Methangehalt des Gases wird außer durch die Eigenschaften der Kohle noch durch die Temperatur und Verweilzeit des Gases in dem Raum über der Kohleschüttung 11 bestimmt. Wird z. B. für eine chemische Synthese ein Gas mit niedrigem Methangehalt gewünscht, dann wird bei einer Temperatur zwischen 950 und 12000C die Verweilzeit zwischen 3 und 10 s betragen. Ein methanreiches Gas entsteht bei 250 bis 800° C und 0 bis 5 s Verweilzeit.The methane content of the gas is determined not only by the properties of the coal but also by the temperature and residence time of the gas in the space above the coal bed 11. Is z. If, for example, a gas with a low methane content is desired for a chemical synthesis, then at a temperature between 950 and 1200 ° C. the residence time will be between 3 and 10 s. A methane-rich gas is produced at 250 to 800 ° C and a residence time of 0 to 5 s.

Die Schüttung 11 aus stückiger Kohle muß nicht nur eine bestimmte Höhe haben, sondern auch den Durchtritt des Primärgases und der Zersetzungsprodukte, welche aus der Stückkohle entstehen, zulassen. Die Durchströmung ist z. B. gewährleistet, wenn die mittlere Korngröße der Stückkohle 10 mm, und die kleinste Korngröße 5 mm nicht unterschreitet. Die größten Kohlestücke sollten nicht größer als 100 mm sein. Um Probleme bei der Einschleusung zu vermeiden, wird die Kohlenstückgröße zweckmäßigerweise auf 50 mm beschränkt bleiben.The bed 11 of lumpy coal must not only have a certain height, but also the passage of the primary gas and the decomposition products that arise from the lump coal. the Flow is z. B. guaranteed if the mean grain size of the lump coal is 10 mm, and the smallest Grain size does not fall below 5 mm. The largest pieces of coal should not be larger than 100 mm. Around To avoid problems with the introduction, the size of the coal pieces is expediently limited to 50 mm stay.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Vergasung von Kohle mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas und Wasserdampf tinter Druck, bei welchem Staubkohle mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas und mit unter Wärmeausnutzung der flüssigen Schlacke gebildetem Wasserdampf vergast und das dabei entstehende Primärgas durch eine in einem Schachtvergaser enthaltene Schüttung aus gröberer Stückkohle im Gegenstrom von unten nach oben unter Bildung von Produktgas und flüssiger Schlacke geleitet wird, wobei die flüssige Schlacke zunächst aufgefangen wird und dann in ein innerhalb des Schachtvergasers vorgesehenes Kühlwasserbad frei fallend abfließt dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke unter Bildung eines Schlackenbades im Schachtvergaser gesammelt wird und über ein Überlaufwehr abfließt, daß wenigstens ein Primärgasstrahl mit mindestens einem Brenner erzeugt und auf eine unmittelbar vor der Schüttung aus gröberer Stückkohle ausgebildete freie Oberfläche des Schlackebades über das Überlaufwehr im Gegenstrom zur flüssigen Schlacke gerichtet wird, daß die flüssige Schlacke während des freien Falles zwischen dem Überlaufwehr und dem Kühlwasserbad mittels eines oder mehrerer Wasserstrahlen unter Bildung von Wasserdampf granuliert und daß mindestens ein Teil des entstehenden Wasserdampfes von dem Primärgasstrahl unter Vermischung in Richtung einer unteren freien Oberfläche der Kohleschüttung mitgerissen wird.1. Process for the gasification of coal with oxygen or oxygen-containing gas and water vapor tinter pressure, at which dust coal with oxygen or oxygen-containing gas and with using heat the water vapor formed by the liquid slag is gasified and the resulting primary gas by a bed of coarser lump coal contained in a shaft gasifier in countercurrent is passed from bottom to top with the formation of product gas and liquid slag, the liquid Slag is first collected and then into a provided inside the shaft gasifier Cooling water bath flows freely falling, characterized in that the slag is formed a slag bath is collected in the shaft gasifier and drains through an overflow weir that at least one primary gas jet is generated with at least one burner and on one immediately before the bed of coarser lump coal formed free surface of the slag bath over the overflow weir is directed in countercurrent to the liquid slag that the liquid slag during the free fall between the overflow weir and the cooling water bath by means of one or more water jets granulated with the formation of water vapor and that at least part of the water vapor formed from the primary gas jet with mixing towards a lower free surface the coal pile is carried away. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Masseströme der Wasserstrahlen 2- bis lOmal so groß ist wie der Massestrom der abfließenden Schlacke.2. The method according to claim 1, characterized in that the sum of the mass flows of the water jets 2 to 10 times as large as the mass flow the draining slag. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlen eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen 20 und 100 m/s aufweisen. <403. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the water jets have a flow velocity between 20 and 100 m / s. <40 4. Verfahren nach'einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Kühlwasserbad entstehende Gemisch aus Kühlwasser und Schlackegranulat aus dem Kühlwasserbad abgezogen und druckentspannt wird und daß dann das Schlackegranulat abgefiltert und das gereinigte Kühlwasser, ggf. unter Zugabe von Zusatzwasser, zur Bildung der Wasserstrahlen zurückgeführt wird.4. The method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the cooling water bath The resulting mixture of cooling water and slag granulate is withdrawn from the cooling water bath and the pressure is released and that the slag granulate is then filtered off and the cleaned one Cooling water, if necessary with the addition of additional water, is returned to form the water jets. 5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Vergasung eines Brennstoffes mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas und Wasserdampf, mit einem einen Schachtvergaser bildenden Druckbehälter zur Aufnahme des festen Brennstoffes und mindestens einem Brenner, welcher unmittelbar oberhalb eines Überlaufwehres einer im Schachtvergaser befindlichen, eine Kammer begrenzenden Schlackewanne im Gegenstrom zur flüssigen Schlacke eines Schlackebades auf die freie Schlackebadoberfläche an einer Schlackedurchtrittsöffnung zwischen der Kammer und einem Kühlwasserbad gerichtet ist, in welche die flüssige Schlacke abfließt, und wobei eine Wasserstrahllanze unterhalb des Überlaufwehres für die Wasserzufuhr in das Kühlwasserbad vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergasung von Kohle Stückkohle als Schüttung eine untere freie Oberfläche (13) in Form einer Böschung aufweist, daß die Kammer (21) vor der unteren freien Oberfläche (13) der Kohleschüttung5. Device for carrying out a method for gasifying a fuel with oxygen or oxygen-containing gas and water vapor, with a pressure vessel forming a shaft gasifier for receiving the solid fuel and at least one burner, which directly Above an overflow weir one located in the shaft carburetor and delimiting a chamber Slag pan in countercurrent to the liquid slag of a slag bath on the free slag bath surface is directed at a slag passage opening between the chamber and a cooling water bath, into which the liquid slag flows off, and a water jet lance below the overflow weir for supplying water to the cooling water bath is provided, characterized in that lump coal as a bed for gasification of coal has a lower free surface (13) in the form of a slope that the chamber (21) in front of lower free surface (13) of the coal bed (11) ausgebildet ist daß sich vor der unteren freien Oberfläche (13) der Kohleschüttung (11) eine freie Oberfläche des in der Schlackewanne (22) gebildeten Schlackebades (14) befindet, daß der mindestens eine Brenner (2) so zur Erzeugung eines Primärgasstrahles (15) durch Vergasung von Staubkohle mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas und Wasserdampf ausgebildet ist, daß das entstehende Primärgas durch die Stückkohle von unten nach oben unter Bildung flüssiger Schlacke geleitet wird, daß die Schlackedurchtrittsöffnung als Dampfdurchtrittsöffnung (24) ausgebildet ist, daß das Kühlwasserbad (19) in dem Druckbehälter (1) angeordnet ist, und daß ein Wasserstrahl (18) der wenigstens einen Wasserstrahllanze (23) zur Granulierung so auf die frei fallende flüssige Schlacke (17) gerichtet ist, daß wenigstens ein Teil des entstehenden Wasserdampfes der unteren freien Oberfläche (13) der Kohleschüttung (11) als Vergasungsmittel zugeführt wird.(11) is designed that in front of the lower free surface (13) of the coal bed (11) a free Surface of the slag bath (14) formed in the slag pan (22) is that the at least a burner (2) so as to generate a primary gas jet (15) by gasifying pulverized coal with Oxygen or oxygen-containing gas and water vapor is formed that the resulting primary gas is passed through the lump coal from bottom to top with the formation of liquid slag that the Slag passage opening is designed as a steam passage opening (24) that the cooling water bath (19) is arranged in the pressure vessel (1), and that a water jet (18) of the at least one water jet lance (23) for granulation is directed towards the freely falling liquid slag (17) that at least a part of the resulting water vapor of the lower free surface (13) of the coal bed (11) is supplied as a gasification agent. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufwehr (16) V-förmig ausgebildet ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the overflow weir (16) is V-shaped is. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen die Kohleschüttung (11) aufnehmenden, aus Kühlmittelleitungen gebildeten Korb (3), der innerhalb des Druckbehälters (1) angeordnet ist.7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized by a bed of coal (11) receiving, Basket (3) formed from coolant lines and arranged inside the pressure vessel (1) is. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Korb (3) oberhalb der Kammer (21) einen einwärts weisenden Vorsprung (20) zur Bildung der die untere freie Oberfläche (13) der Kohleschüttung (11) formenden Böschung hat.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the basket (3) above the chamber (21) an inwardly facing projection (20) for forming the lower free surface (13) of the Charcoal fill (11) has forming slope. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Korb (3) mindestens ein Vorschubapparat (9, 10), z. B. eine wassergekühlte Schnecke, zur Bewegung der Stückkohle in Richtung auf ihre untere freie Oberfläche (13) der Kohleschüttung (11) hineinragt.9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that in the basket (3) at least one Feed apparatus (9, 10), e.g. B. a water-cooled screw, for moving the lump coal in the direction protrudes onto its lower free surface (13) of the coal bed (11). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlwasserbad (19) unter Zwischenschaltung eines Entspannungsgefäßes (34) ein Schlackengranulatfilter (36) nachgeschaltet ist, dessen Kühlwasserausgang (37) mit der Wasserstrahllanze (23) verbunden ist.10. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the cooling water bath (19) with the interposition of an expansion vessel (34) followed by a slag granulate filter (36) is, whose cooling water outlet (37) is connected to the water jet lance (23).
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