DE2927240A1 - METHOD AND SYSTEM FOR GASIFYING STUFFED FUELS - Google Patents

METHOD AND SYSTEM FOR GASIFYING STUFFED FUELS

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Abstract

Fuel such as bituminous coal, lignite, wood, straw and similar, is carbonized at approximately the atmospheric pressure in a first stage by indirect heating between 300 and 600`C while stirring constantly (1). The hot gases released are mixed with preheated air and partially burnt (27) in a second stage. Simultaneously, they are thermally cracked at temperatures comprised between 850 and 1200`C, and they are passed through a reaction zone (35) comprised of low carbonization coke obtained during the first stage. In a third stage, the coke is subjected to a partial combustion, for example by means of air and steam. The gas mixture being initially at a temperature comprised between 900 and 1200`C is sucked through a reaction zone formed with the low carbonization coke where the gas temperature is reduced due to an endothermal reaction and where the calorific capacity of the gases is simultaneously increased. Those gases and the gases coming from the second stage are conveyed towards heat-exchangers (44 to 46) and to gas scrabbers (61).

Description

Verfahren und Anlage zum Vergasen von stückigen Process and system for gasifying lumpy

Brennstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergasen von stückigen Brennstoffen, wie bituminöse Steinkohlen, Braunkohlen, Holz, Stroh u. dgl., unter zumindest annäherndem Atmosphärendruck, bei dem die Brennstoffe in einer ersten Verfahrens stufe durch indirekte Beheizung bei Temperaturen zwischen 300 und 600 OC unter ständiger Umwälzung verschwelt und in einer zweiten Verfahrens stufe die heißen Schwelgase durch Vermischen mit vorgewärmter Luft teilverbrannt, gleichzeitig bei Temperaturen von 850 bis 1200 OC thermisch gecrackt und anschließend durch eine aus dem Schwelkoks in der ersten Stufe gebildete Reaktionszone hindurchgeführt werden. Fuels The invention relates to a method for gasifying Lumpy fuels, such as bituminous coal, lignite, wood, straw and the like. Like., Under at least approximately atmospheric pressure, in which the fuels in a first stage of the process by indirect heating at temperatures between 300 and 600 OC carbonized under constant circulation and in a second process stage the hot smoldering gases by mixing with preheated air, at the same time thermally cracked at temperatures of 850 to 1200 OC and then passed through a reaction zone formed from the low-temperature coke in the first stage will.

Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. The invention also relates to a system for carrying out a such procedure.

In den vergangenen Jahrzehnten ist bereits eine Vielzahl von Verfahren und Anlagen zur Vergasung, Pyrolyse und/ oder Hochtemperatur-Destillation von Brennstoffen der unterschiedlichsten Art entwickelt worden, die zumindest teilweise auch in der Praxis verwirklicht wurden. Dabei handelte es sich durchwegs um eine anfängliche Verschwelung und/oder Verkokung der aufgegebenen Brennstoffe unter Luftabschluß durch direkte oder indirekte Beheizung, durch welche die flüchtigen Bestandteile ggf. unter thermischer Crackung aus den festen Brennstoffen ausgetrieben und abgeschieden werden. Der bei diesem Vorgang gebildete Koks konnte - je nach der Art und Zusammensetzung der verwendeten Brennstoffe - entweder als verkaufsfähiges Endprodukt abgezogen oder aber durch eine weitergehende thermische Behandlung durch Zuführen von Wasserdampf in vorzugsweise CH4-, CO-und H2-haltige Brenngase zersetzt werden. So ist z. B. in der DE-PS 972 468 ein Verfahren zur ;Erzeugung eines Brenngases aus bituminösen Brennstoffen beschrieben, bei dem die Brennstoffe in einer ersten Kammer eines üblichen Koksofenblockes entgast und die erhaltenenDestillationsgase über Rohrleitungen und eine Vorlage in eine zweite, gleich ausgebildete Kammer überführt werden, in welcher sich die glühenden, bereits fertig ausgegarten Destillationsrückstände eines vorherigen Entgasungsvorganges finden. Dieser Kammer wird von außen durch die Kammerwände hindurch Wärme zugeführt. Um die Zusammensetzung der erzeugten Brenngase zu steuern, wird fein zerstäubter Brennstoff, z. B. öl oder Teer, zusammen mit dem heißen Rohgas in die zweite Kammer eingeführt. Der in der Verbindungsleitung fein zerstäubte Brennstoff bildet zusammen mit den heißen Rohgasen ein Warmaerosol, das in dem Lückenvolumen des glühenden Kokses gespalten wird. Neben dem Einsprühen von flüssigem Brennstoff kann auch Wasser oder Dampf den Rohgasen zugesetzt werden, um in dem glühenden Koks der zweiten Kammer die Wassergas-Reaktion durchzuführen. Nach diesem Verfahren kann zwar ein hinsichtlich seines Heizwertes angereichertes Brenngas erzeugt werden, der Koks in der zweiten Kammer nimmt jedoch nur in äußerst geringen Mengen an den Reaktionen teil, so daß eine Vergasung dieses Kokses nicht oder in praktisch nur unbedeutendem Maße eintritt. In the past few decades there has already been a large number of procedures and plants for gasification, pyrolysis and / or high temperature distillation of fuels of the most varied kinds have been developed, at least partially also in the Have been put into practice. It was always an initial one Smoldering and / or coking of the abandoned fuels in the absence of air by direct or indirect heating, through which the volatile components if necessary expelled from the solid fuels with thermal cracking and deposited will. The coke formed during this process could - depending on its type and composition of the fuels used - either deducted as a salable end product or by a more extensive thermal treatment by adding steam are decomposed into combustion gases, preferably containing CH4, CO and H2. So is z. B. in DE-PS 972 468 a method for generating a fuel gas from bituminous Fuels described, in which the fuels in a first chamber of a usual Degassed coke oven block and the distillation gases obtained via pipes and a template can be transferred into a second, identically designed chamber, in which the glowing, already fully cooked distillation residues from a previous one Find degassing process. This chamber is penetrated from the outside through the chamber walls Heat supplied. To control the composition of the fuel gases generated, finely atomized fuel, e.g. B. oil or tar, together with the hot raw gas inserted into the second chamber. The finely atomized fuel in the connecting line Together with the hot raw gases, a warm aerosol forms in the gap volume of the glowing coke is split. In addition to spraying liquid fuel water or steam can also be added to the raw gases to be in to carry out the water-gas reaction with the glowing coke of the second chamber. To A fuel gas enriched in terms of its calorific value can be used in this process are generated, but the coke in the second chamber takes only a very small amount Quantities participate in the reactions, so that gasification of this coke is not or in occurs only to an insignificant extent in practice.

Damit ist dieses Verfahren in erster Linie auf Brennstoffe mit nur geringen Verunreinigungen, d. h. geringem Asche- und Schwefelgeha, als Einsatzmaterialien beschränkt. So this process is primarily based on using only fuels low impurities, d. H. low ash and sulfur content as input materials limited.

Eine vollständige Umwandlung von z. B. Stein- oder Braunkohle mit hohem Schwefel- und Aschegehalt ist nicht ohne weiteres möglich, da der anfallende Koks nur schwierig weiterverarbeitet werden kann.A complete conversion of e.g. B. hard coal or lignite with high sulfur and ash content is not easily possible because the resulting Coke is difficult to process further.

In der DE-OS 24 08 461 ist ein Verfahren und eine Anlage zur Erzeugung von Synthesegas unter Anwendung eines mit Koks beschickten Abstichgenerators beschrieben, bei dem die fertig ausgegarte Kokscharge des Generators in erhitztem Zustand aus dem vorgeschalteten Verkokungsofen über eine Druckschleuse in den Abstichgenerator eingebracht wird. In DE-OS 24 08 461 is a method and a system for generating of synthesis gas using a tapping generator charged with coke described, in which the fully cooked coke batch of the generator in the heated state the upstream coking furnace via a pressure lock into the tapping generator is introduced.

Auf diese Weise bleibt der Wärmeinhalt des Kokses für den nachgeschalteten Vergasungsvorgang erhalten. Ein Teil der erhaltenen Destillationsgase werden zur indirekten Beheizung der Kokskammern verwendet, während ein weiterer Teil in den Abstichgenerator geleitet wird. In this way, the heat content of the coke remains for the downstream Gasification process received. Some of the distillation gases obtained are used for indirect heating is used in the coking chambers while another part is in the Tapping generator is conducted.

Das Vergasungsmittel besteht aus einem Gemisch durch heißes Wasser gesättigten Sauerstoff, dem ggf. Luft beigemengt werden kann und aus Wasserdampf. Dieses Vergasungsmittel gelangt über einenWärmetauscher mit Temperaturen 0 zwischen 200 und 300 C in den unteren Teil des zuvor mit heißem Koks beschickten Abstichgenerators. Die heißen Brenngase werden entstaubt und geben ihren Wärmeinhalt an Abhitzekessel ab, bevor sie als Synthesegas einem Waschkühler zuge.leitetwerden, Die Verkokungsgase können mit dem aus Sauerstoff und Wasserdampf gebildeten Vergasungsmittel vermischt in die Koksfüllung des Abstichgenerators eingeführt werden. The gasification agent consists of a mixture with hot water Saturated oxygen, to which air can be added if necessary, and from water vapor. This gasification agent passes through a heat exchanger with temperatures 0 between 200 and 300 C in the lower part of the previously charged with hot coke Tapping generator. The hot combustion gases are dedusted and give their heat content to waste heat boiler before it is fed to a wash cooler as synthesis gas, The coking gases can be mixed with the gasifying agent formed from oxygen and water vapor mixed and introduced into the coke filling of the tapping generator.

Nachteilig bei diesem bekannten Vorgehen ist einerseits der außerordentlich hohe technische Anlagen-Aufwand und zum anderen die relativ hohen Temperaturen des erzeugten Synthesegases. The disadvantage of this known procedure is, on the one hand, that it is extraordinary high technical equipment costs and, on the other hand, the relatively high temperatures of the generated synthesis gas.

Bei einem in der DE-PS 424 724 beschriebenen Verfahren zur Gewinnung von leichtsiedenden Kohlenwasserstoffen aus Schwelgasen werden Schwelkohlen in einer mantelbeheizten Drehtrommel verschwelt, die Schwelgase gesondert vom Schwelkoks aus der Trommel abgezogen und in einem von außen beheizten Roh-rsys-em thermisch bei Temperaturen von ca. 700 OC gecrackt, so daß sich aus diesen Schwelgasen die leichtsiedenden Kohlenwasserstoffe abspalten. Eine Vergasung des Schwelkokses ist nicht vorgesehen. In a method for extraction described in DE-PS 424 724 of low-boiling hydrocarbons from carbonization gases are carbonized coal in one The jacket-heated rotary drum is carbonized, the carbonization gases are separated from the carbonization coke withdrawn from the drum and placed in an externally heated tube rsys-em thermally cracked at temperatures of approx. 700 OC, so that the split off low-boiling hydrocarbons. A gasification of the coke is not provided.

Ferner ist bereits ein Verfahren zur Erzeugung von Brenngasen aus stückigen Müll- und anderen Abfallstoffen in der DE-PS 24 32 504 beschrieben, bei welchem der Müll unvorbehandelt in einer Schweltrommel bei Temperaturen zwischen 300 und 600 OC verschwelt, die Schwelgase gesondert von den festen Schwelrückständen abgezogen und in einer weiteren Verfahrensstufe durch Zumischen von vorbestimmten Mengen an Verbrennungsluft auf ca. 1000 OC erwärmt und dabei thermisch gecrackt werden, wobei sie eine aus glühendem Koks und ggf. Furthermore, a method for generating fuel gases is already over lumpy garbage and other waste materials described in DE-PS 24 32 504, at which the garbage untreated in a smoldering drum at temperatures between 300 and 600 OC carbonized, the carbonization gases separate from the solid ones Smoldering residues withdrawn and in a further process stage by adding predetermined Amounts of combustion air heated to approx. 1000 OC and thermally cracked in the process be made, whereby they are made of glowing coke and possibly

anderen Kohlenstoffträgern gebildete Reaktionszone durchströmen. Dabei vollzieht sich die stark endotherme Wassergas-Reaktion, durch welche die bei der unterstöchiometrischen Verbrennung und beim Cracken entstandenen Anteile an elementarem Kohlenstoff (Ruß) zusammen mit Wasserdampf und Kohlendioxid in entsprechende Mengen an Kohlenmonoxid und Wasserstoff überführt werden. Aufgrund des Wärmeverbrauchs in diesen Reaktionen ergibt sich eine intensive Abkühlung der ca. 1000 OC heißen Crack-Gase auf eine Abzugstemperatur von ca. 500 OC innerhalb eines Strömungsweges von ca. 500 mm.flow through other carbon carriers formed reaction zone. Included the strongly endothermic water gas reaction takes place, through which the sub-stoichiometric combustion and fractions of elementary elements resulting from cracking Carbon (soot) together with water vapor and carbon dioxide in appropriate amounts transferred to carbon monoxide and hydrogen. Because of the heat consumption In these reactions there is an intensive cooling of the approx. 1000 OC hot Crack gases to a withdrawal temperature of approx. 500 OC within a flow path of approx. 500 mm.

Bei diesem Verfahren bleibt der glühende Fremdkoks in der Reaktionszone an den ablaufenden Reaktionen weitestgehend unbeteiligt, d. h. er dient einerseits als Wärmespeicher und zum anderen als Träger für die Rußpartikel von außerordentlich großer Oberfläche. Die aus der Drehtrommel ausgetragenen festen Verschwelungsrückstände werden in Schwelkoks, andere verwertbare sowie in wertlose Rückstände sortiert. Eine Vergasung des Schwelkokses ist bei diesem bekannten Verfahren nicht vorgesehen. In this process, the glowing foreign coke remains in the reaction zone largely uninvolved in the reactions taking place, d. H. he serves on the one hand as a heat store and on the other hand as a carrier for the soot particles of extraordinary large surface. The solid carbonization residues discharged from the rotary drum are sorted into smoldering coke, other usable as well as worthless residues. A gasification of the low-temperature coke is not provided for in this known method.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage zum Vergasen von asche- und schwefelreichen bituminösen Brennstoffen aufzuzeigen, bei welchem die kontinuierlich erzeugten Brenngase weitgehend frei von umweltschädlichen Verunreinigungen, z. B. Schwefelwasserstoffen, sind und gleichzeitig einen relativ hohen Heizwert besitzen. The object of the invention is to provide a method and a system for gasifying of ash- and sulfur-rich bituminous fuels to show in which the continuously generated fuel gases are largely free of environmentally harmful impurities, z. B. hydrogen sulfides, and are at the same time a relatively high calorific value own.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer dritten Verfahrensstufe der Schwelkoks durch Einführen eines gasförmigen Sauerstoffträgers im unterstöchiometrischen Verhältnis teilverbrannt wird, daß das erhaltene zwischen anfänglich 900 bis 1200 OC heiße Gasgemisch durch eine unmittelbar anschließende, aus dem Schwelkoks gebildete Reaktionszone hindurchgesaugt wird, in welcher durch endotherme Reaktionen die Gastemperaturen gesenkt und gleichzeitig der Heizwert der Gase erhöht wird, und daß anschließend diese Gase mit den Brenngasen aus der zweiten Verfahrensstufe vermischt und das erhaltene Gemisch in bekannter Weise Wärmetauschern und Wäschern zugeführt wird. This object is achieved in that in a third Process stage of the low-temperature coke by introducing a gaseous oxygen carrier is partially burned in a sub-stoichiometric ratio that the obtained between initially 900 to 1200 OC hot gas mixture through an immediately following, is sucked through the reaction zone formed from the low-temperature coke, in which through endothermic reactions lower the gas temperatures and at the same time the calorific value the gases is increased, and that then these gases with the fuel gases from the second process stage mixed and the mixture obtained in a known manner heat exchangers and is fed to washers.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber bekannten Brennstoffvergasungs-Verfahren eine Reihe von Vorzügen, die u.a in der außerordentlich einfachen Verfahrensführung und -steuerung und zum anderen in der Qualität des Brenngases liegen, welches einen hohen Heizwert und auch bei asche- bzw. schwefelreichen Aufgabematerialien praktisch frei von Schwefel-, Chlor-Schwermetallverbindungen sowie von schädlichen Kohlenwasserstoffen ist. Ferner bietet das vorstehend genannte Verfahren die Möglichkeit, auch Brennstoffe mit Aschegehalten von bis zu 30 Gew.-% wirksam und vollständig zu vergasen. Daneben können auch andere verschiedene Brennstoffe, wie aschereiche Kokskohle, Braunkohle, Torf, und auch Holz, Holzspäne, Stroh u. dgl., als Aufgabematerialien dienen. This process according to the invention has advantages over known fuel gasification processes a number of advantages, including the extremely simple process management and control and on the other hand in the quality of the fuel gas, which one high calorific value and also practical with ash or sulfur-rich feed materials Free of sulfur, chlorine-heavy metal compounds and harmful hydrocarbons is. The above-mentioned method also offers the possibility of fuels can be effectively and completely gasified with ash contents of up to 30% by weight. Besides can also use other different fuels, such as ash-rich coking coal, lignite, Peat, and also wood, wood shavings, straw and the like, serve as feed materials.

Erfindungsgemäß erfüllt der Schwelkoks im Brenngasreaktor mehrere Funktionen. Einmal dient er zur Unterstützung der Crackvorgänge der Schwelgase bei ihrer unterstöchiometrischen Teilverbrennung, zum anderen lagern sich die bei der Teilverbrennung und dem Crackvorgang entstandenen Rußpartikel an den Schwelkokskörnern ab, wobei außerordentlich große Oberflächen gebildet sind. Die Schwelgase reagieren mit dem abgelagerten Ruß, wobei unter Verbrauch von fühlbarer Wärme aus den Schwelgasen Kohlenmonoxid und Wasserstoff nach den bekannten Wassergasgleichungen entsteht. Entsprechende Vorgänge spielen sich auch für die Umwandlung der bei der Teilverbrennung des Schwelkokses in der untersten Zone erzeugten Gasgemische. Durch den kontinuierlichen Abbrand des Schwelkokses in der untersten Reaktionszone ergibt sich eine allmähliche Absenkbewegung der gesamten Koksfüllung über die verschiedenen Reaktionszonen hinweg. According to the invention, the coke in the fuel gas reactor fulfills several Functions. Once it serves to support the cracking processes of the carbonization gases their substoichiometric partial combustion, on the other hand they are stored at the Partial combustion and the cracking process produced soot particles on the smoldering coke grains starting with extraordinarily large surfaces are formed. the Carbonization gases react with the deposited soot, with consumption of noticeable Heat from the smoldering gases carbon monoxide and hydrogen according to the well-known water gas equations arises. Corresponding processes also play out for the conversion of the Partial combustion of the smoldering coke in the lowest zone produces gas mixtures. By the continuous burning of the coke in the lowermost reaction zone results a gradual lowering movement of the entire coke filling over the various Reaction zones.

Die Geschwindigkeit dieser allmählichen Absenkbewegung und damit auch die Intensität der Vergasung des Schwelkokses kann auf einfachste Weise allein durch die entsprechende Verstellung der Mengen an Verbrennungsluft und Dampf gesteuert werden.The speed of this gradual lowering movement and thus also the intensity of the gasification of the low-temperature coke can be achieved in the simplest way by itself the corresponding adjustment of the amounts of combustion air and steam is controlled will.

Das Zumischen von durch die fühlbare Wärme der erzeugten Brenngase hergestelltem Dampf in die Verbrennungsluft hat den Vorzug einer Intensivierung der Wassergasreaktionen in der dritten Verfahrensstufe. The admixing of the fuel gases generated by the sensible heat produced steam in the combustion air has the advantage of being intensified the water gas reactions in the third process stage.

Für einen kontinuierlichen und gleichmäßigen Ablauf des Verfahrens ist es zweckmäßig, wenn einerseits die Schwelgase und zum anderen die Verbrennungsluft für den Schwelkoks jeweils über den gesamten Reaktorquerschnitt gleichmäßig verteilt in die aus dem Schwelkoks gebildeten Reaktionszonen eingeführt werden. Zu diesem Zweck erfolgt die Teilverbrennung mit gleichzeitiger thermischer Crackung der Schwelgase bei intensiver Verwirbelung in einem von der den stückigen Schwelkoks enthaltenden Wassergas-Reaktions zone gesonderten Reaktionsraum. Zur gleichmäßigen Verteilung der Verbrennungsluft für den Schwelkoks kann diese zweckmäßigerweise aus einer Druckkammer unter dem Ascheförderer durch diesen hindurch in die Verbrennungszone eingeführt werden. For a continuous and even process it is useful if, on the one hand, the carbonization gases and, on the other hand, the combustion air for the smoldering coke evenly distributed over the entire reactor cross-section are introduced into the reaction zones formed from the low-temperature coke. To this The purpose is partial combustion with simultaneous thermal cracking of the carbonization gases with intensive turbulence in one of the lumpy coke containing the lumpy coke Water gas reaction zone separate reaction space. For even distribution the combustion air for the low-temperature coke can expediently come from a pressure chamber under the ash conveyor through this into the combustion zone to be introduced.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens umfaßt eine indirekt über ihrenHohlmantel vorzugsweise durch Abgase beheizte Schweltrommel und einen mit den Schwelgasen und dem Schwelkoks aus der Schweltrommel beschickten schachtförmigen Brenngasreaktor sowie als Hilfsaggregate, Luftvorwärmer und Wäscher für die erzeugten Brenngase, wobei erfindungsgemäß im Brenngasreaktor eine obere Teilverbrennungs- und Crackzone für die Schwelgase, eine daran anschließende, mit mit Schwelkoks gefüllte Wassergas-Reaktionszone für die gecrackten Schwelprodukte, daran anschließend eineAbzugszone für die erzeugten Brenngase, daran anschließend eine mit Schwelkoks gefüllte Wassergas-Reaktionszone für die Reaktionsprodukte aus der Schwelkoks-Teilverbrennung und daran nach unten anschließend eine heiße Verbrennungszone für den Schwelkoks mit Zuleitungen für die vorgewärmte Verbrennungsluft und Dampf ausgebildet ist. The plant for carrying out the method includes an indirect over their hollow jacket, preferably heated by exhaust gases, and one with the Smoldering gases and the smoldering coke from the smoldering drum are fed in shaft-shaped Fuel gas reactor as well as auxiliary units, air preheaters and scrubbers for the generated Fuel gases, according to the invention in the fuel gas reactor an upper partial combustion and a cracking zone for the carbonization gases, a subsequent one filled with carbonization coke Water gas reaction zone for the cracked carbonization products, followed by a discharge zone for the fuel gases generated, followed by a water gas reaction zone filled with low-temperature coke for the reaction products from the partially burning coke and then downwards then a hot combustion zone for the low-temperature coke with feed lines for the preheated combustion air and steam is formed.

Zweckmäßigerweise ist zwischen der oberen Teilverbrennungs- und Crackzone für die Schwelgase und der daran anschließenden Wassergas-Reaktionszone eine gasdurchlässige Trennwand vorgesehen, die mit Vorteil als gleichmäßig perforierte keramische Platte ausgebildet ist. Appropriately, is between the upper partial combustion and cracking zone a gas-permeable zone for the carbonization gases and the adjoining water-gas reaction zone Partition wall provided with advantage as a uniformly perforated ceramic plate is trained.

Weitere Vorzüge sind Gegenstand von Unteransprüchen. Further advantages are the subject of subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Gaserzeugungsarlage anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es eigen: Fig. 1 das Blockschaltbild einer ersten Ausführung, Fig. 2 den Brenngasreaktor der Anlage nach Fig. 1 in vergrößerter schematischer Darstellung, Fig. 3 das Blockschaltbild einer anderen Ausführung mit gemeinsamer Beschickung des Brenngasreaktors mit Schwelgas und Schwelkoks. In the following, embodiments of an inventive Gasgenerating arlage described in detail with reference to the drawing. Own: Fig. 1 the block diagram of a first embodiment, Fig. 2 shows the fuel gas reactor the system according to FIG. 1 in an enlarged schematic representation, FIG. 3 the block diagram another version with joint charging of the fuel gas reactor with carbonization gas and smoldering coke.

Die in Fig. 1 dargestellte Gaserzeugungsanlage enthält als Hauptaggregate eine Schweltrommel 1, einen Brenngasreaktor 2 und einen Gasmotor 3. The gas generating plant shown in Fig. 1 contains as main units a smoldering drum 1, a fuel gas reactor 2 and a gas engine 3.

Die stückigen bituminösen Brennstoffe werden über einen Trichter 4 mit in einem Eintragsschacht 7 angeordneten Schleusen 5, 6 und einen Horizontalförderer 8 in das Eintragsende der Drehtrommel 1 eingeführt. Die Drehtrommel 1 besteht aus der eigentlichen SchweltrommellO , in welcher hohle, im wesentlichen längsgerichtete Einbauten 11 in Form von Längsrippen oder Schaufeln angeordnet sind. Diese Schweltrommel 10 ist von einem Mantel 12 umgeben, der über eine Leitung 13 mit dem Auspuffsystem 14 des Gasmotors 3 in Verbindung steht. Auf diese Weise erfolgt die Beheizung der Drehtrommel indirekt durch die ca. 600 OC heißen Auspuffgase des Gasmotors 3. Für den Anfahr- und/oder Notbetrieb ist an der Trommelaustragsseite ein Zusatzbrenner 15 vorgesehen, dessen Abgase in den Mantelraum 12 einströmen und die Verschwelung der Brennstoffe im Trommelinneren in Gang setzen. Im Normalbetrieb reicht jedoch das Wärmeangebot in den Auspuffgasen des Gasmotors 3 für eine vollständige Verschwelung von Brennstoffen auch mit hohem Asche-und Wassergehalt aus Zur Intensivierung des Wärmeüberganges zwischen den heißen Auspuffgasen und dem Schwelgut sind die hohlen Einbauten 11 von den heißen Auspuffgasen durchströmt, wodurch sich einerseits die wärmeübertragenden Oberflächen vergrößern und zum anderen durch die Förderwirkung dieser Einbauten auch der Wärmeübergang zum Aufgabe- bzw. Schwelgut verbessert wird. Bei entsprechender Ausbildung dieser Einbauten 11 können deren Innenräume so vergrößert werden, daß sie selbst den Mantel 12 bilden. The lumpy bituminous fuels are fed through a funnel 4 with locks 5, 6 arranged in an entry shaft 7 and a horizontal conveyor 8 inserted into the entry end of the rotary drum 1. The rotary drum 1 consists of the actual smoldering drum, in which hollow, essentially longitudinally directed Internals 11 are arranged in the form of longitudinal ribs or blades. This smoldering drum 10 is surrounded by a jacket 12, which is connected via a line 13 to the exhaust system 14 of the gas engine 3 is in communication. This is how the heating takes place Rotating drum indirectly through the exhaust gases from the gas engine 3, which are at a temperature of approx. 600 OC. For the start-up and / or emergency operation is an additional burner on the drum discharge side 15 provided, the exhaust gases flow into the shell space 12 and the carbonization of the fuel inside the drum. In normal operation, however, is sufficient the heat supply in the exhaust gases of the gas engine 3 for complete carbonization of fuels also with high ash and water content to intensify the Heat transfer between the hot exhaust gases and the carbonized material are the hollow internals 11 flowed through by the hot exhaust gases, which on the one hand increase the heat transferring surfaces and on the other hand through the conveying effect These internals also improve the heat transfer to the task or Schwelgut. With an appropriate design of these internals 11, their interiors can be enlarged that they themselves form the jacket 12.

Nach dem Durchströmen der Einbauten 11 bzw. des Trommelmantels 12 werden die Auspuffgase über eine Leitung 16 mit Dosierventil 17 indiz Atmosphäre abgeführt. Die Leitung 16 ist durch eine Zweigleitung 18, ein Gebläse 19 und ein Dosierventil 20 mit dem Brenner 15 bzw. der eintragsseitigen Verteilerkammer 21 im Trommelmantel 12 verbunden, um die Temperatur der Heizgase durch Zumischen vorbestimmter, bereits abgekühlter Gasmengen zu steuern.After flowing through the internals 11 or the drum shell 12 the exhaust gases are indicated via a line 16 with metering valve 17 atmosphere discharged. The line 16 is through a branch line 18, a fan 19 and a Metering valve 20 with the burner 15 or the distribution chamber 21 on the inlet side connected in the drum shell 12 to the temperature of the heating gases by admixing predetermined, to control gas quantities that have already cooled down.

Die Drehtrommel 1 ist in üblicher Weise in ihrer Neigung verstellbar auf - nicht dargestellten - Trag- und Antriebs rollen gelagert. The inclination of the rotary drum 1 can be adjusted in the usual way on - not shown - bearing and drive rollers stored.

Das in der Drehtrommel 1 erzeugte Schwelyas wird bei 0 Temperaturen von 400 bis 500 C am Austragsende der- Trommel über Rohrleitungen 22 einem Brenner 23 zugeführt, welcher in den oberen Teil des Brenngasreaktors 2 ausmündet. Unmittelbar stromauf eines Ejektorteils 24 endet eine Zuführleitung 25 für die Verbrennungsluft, die in dem Ejektorteil 24 und dem daran anschließenden Diffusor 26 des Brenners 23 mit den Schwelgasen zum Erhalt einer Teilverbrennung der Schwelgase intensiv vermischt wird. The Schwelyas generated in the rotary drum 1 is at 0 temperatures from 400 to 500 C at the discharge end of the drum via pipes 22 to a burner 23, which opens into the upper part of the fuel gas reactor 2. Direct a feed line 25 for the combustion air ends upstream of an ejector part 24, those in the ejector part 24 and the adjoining diffuser 26 of the burner 23 with the carbonization gases to obtain partial combustion of the carbonization gases intensively is mixed.

Der Brenngasreaktor 2 weist in seinem oberen Teil eine von Einbauten freie Kammer 27 auf, in welcher eine intensive Verwirbelung der durch den Brenner 23 einströmenden, teilverbrannten Schwelgase erfolgt. In dieser Kammer findet die thermische Crackung der durch die unterstöchiometrische Teilverbrennung auf ca. 1000 bis 1200 OC aufgeheizten Schwelgase statt. The fuel gas reactor 2 has one of internals in its upper part free chamber 27, in which an intense Swirling the partially burned carbonization gases flowing in through the burner 23 takes place. In this The thermal cracking takes place in the chamber through the substoichiometric partial combustion Carbonization gases heated to approx. 1000 to 1200 OC take place.

Nach unten wird diese Kammer 27 durch eine Trennwand 28 begrenzt, welche aus einer keramischen Platte von ca. This chamber 27 is delimited at the bottom by a partition 28, which consists of a ceramic plate of approx.

100 bis 200 mm Stärke besteht, in der eine Vielzahl von Löchern 29 in geeigneter Größe vorgesehen sind. Der Durchströmungswiderstand die or Platte 28 bzw. der Löcher 29 wird so gewählt, daß in azr Kammer 27 ein geringer Überdruck herrscht, der eine über den gesamten Querschnitt des schachtförmigen Brenngas reaktors gleichmäßige Durchströmung der Platte 28 gewährleistet.100 to 200 mm thick, in which a large number of holes 29 are provided in a suitable size. The flow resistance of the or plate 28 or the holes 29 is selected so that in chamber 27 a slight overpressure prevails, the one over the entire cross section of the shaft-shaped fuel gas reactor uniform flow through the plate 28 is guaranteed.

In einem vorbestimmten Abstand unterhalb der gasdurchlässigen Trennwand 28 ist mindestens ein Eintrags förderer 30 vorgesehen, der als Eintragsorgan einen hydraulisch oder pneumatisch betätigten Kolbenschieber 31 aufweist. Diesem Eintrags förderer 30 wird der Schwelkoks aus dem Austragsende der Drehtrommel 1 über eine Rutsche 32 und eine drucdichte Dosierradeinrichtung 33 zugeführt. Der Eintragsförderer 30 beschickt den Brenngasreaktor 2 über eine seitliche, abgedichtete Eintragsöffnung 34 mit dem in der Drehtrommel 1 erzeugten Schwelkoks. Die Beschickung des Brenngasreaktors erfolgt in der Weise, daß eine ausreichende Höhe des Koksbettes 35 im Brenngasreaktor vorhanden ist In einem vorbestimmten Abstand unterhalb des Eintragsförderers ist ein als Ringkanal 36 ausgebildeter Abzug für die Brenngase vorgesehen, der aus einer Vielzahl von Radial- 36&-öffnungen in der Reaktorwand besteht. At a predetermined distance below the gas-permeable partition 28 is at least one entry conveyor 30 is provided as an entry organ having hydraulically or pneumatically operated piston valve 31. This entry conveyor 30 is the coke from the discharge end of the rotary drum 1 via a Slide 32 and a pressure-tight Dosierradeinrichtung 33 supplied. The entry conveyor 30 charges the fuel gas reactor 2 via a lateral, sealed inlet opening 34 with the coke produced in the rotary drum 1. The charging of the fuel gas reactor takes place in such a way that a sufficient height of the coke bed 35 in the fuel gas reactor is present At a predetermined distance below the entry conveyor designed as an annular channel 36 is provided for the exhaust for the combustion gases, which consists of a Variety of radial 36 & openings in the reactor wall.

Der Reaktorboden ist durch einen Austragsförderer 37 für die Asche und Schlacke des Schwelkokses gebildet, der von einem Motor 38 über ein Getriebe 39 angetrieben wird. The reactor bottom is through a discharge conveyor 37 for the ash and slag of the coke formed by a motor 38 via a gearbox 39 is driven.

Unterhalb dieses als Drehrost ausgebildeten Austragsförderers 37 ist eine durch Kolbenschieber 40 abgedichtete Austragsschurre 41 vorgesehen, durch welche die mittels des Austragsförderers 37 gelöste und zerkleinerte Asche bzw.Below this discharge conveyor 37, which is designed as a rotating grate, is a discharge chute 41 sealed by piston valve 40 is provided, through which the ashes or ashes that have been loosened and crushed by means of the discharge conveyor 37

Schlacke ausgetragen wird. In den Innenraum dieser Austragsschurre 41 münden Luft- und Dampfleitungen 42.Slag is discharged. In the interior of this discharge chute 41 open air and steam lines 42.

Von dem als Ringkanal 36 ausgebildeten Brenngas-Abzug führt eine Heißgasleitung 43 zu einem Luftvorwärmer 44 und zu Verdampfern 45, 46. Der Luftvorwärmer ist über eine Warmluftle-itung -47 mit einer zum Rohr 25 über ein Dosierventil 49 führende Luftleitung 48 sowie über eine Luftleitung 50 und ein weiteres Dosierventil 51 mit den Luftanschlüssen 42 verbunden. In den Verdampfern 45 und 46 werden mittels Dosierpumpen 53, 54 zugeführte Mengen an Wasser verdampft, welche einmal über eine Dampfleitung 55 in die Warmluftleitung 48 stromab des Ventils 49 und zum anderen über eine weitere Dampfleitung 56 in die Warmluftleitung 50 stromab des Dosierventils 51 eingespeist werden. From the fuel gas vent, which is designed as an annular channel 36, one leads Hot gas line 43 to an air preheater 44 and to evaporators 45, 46. The air preheater is via a hot air line -47 with one to the pipe 25 via a metering valve 49 leading air line 48 and an air line 50 and another metering valve 51 connected to the air connections 42. In the evaporators 45 and 46 are means Dosing pumps 53, 54 supplied amounts of water evaporated, which once via a Steam line 55 into the hot air line 48 downstream of the valve 49 and to the other Via a further steam line 56 into the hot air line 50 downstream of the metering valve 51 are fed in.

Aus den Wärmetauschern 44 bis 46 strömen die Brenngase über eine Gasleitung 60 in einen lediglich schematisch dargestellten Wäscher 61, in welchem Schadstoffe und andere Nebenprodukte ggf. in mehreren Stufen abgeschieden werden. The fuel gases flow from the heat exchangers 44 to 46 via a Gas line 60 in a washer 61 shown only schematically, in which Pollutants and other by-products may be separated in several stages.

Das gereinigte Brenngas wird über eine Leitung 62 dem Gasmotor 3 zugeführt, dessen Abtriebswelle mit einem Generator 63 gekoppelt ist.The cleaned fuel gas is fed to the gas engine 3 via a line 62, the output shaft of which is coupled to a generator 63.

Im folgenden wird der Betrieb der vorstehend beschriebenen Anlage und insbesondere des Brenngasreaktors (anhand der Fig. 2) ausführlich beschrieben. The following is the operation of the system described above and in particular the fuel gas reactor (with reference to FIG. 2) described in detail.

Die über einen nicht dargestellten Endlosförderer zugeführten bituminösen Brennstoffe, wie schwefel- und aschereiche Steinkohle, Braunkohle, Torf, Holz und Holzabfälle sowie Stroh und andere organische Bestandteile, gelangen durch den Trichter 4 durch wechselweise Betätigung der Kolbenschieber 5, 6 in den Eintragsschacht 7, aus dem sie mittels des Schneckenförderers 8 in den Innenraum der Schweltrommel 10 eingetragen werden. Nach einer Trocknung im in Fig. 1 linken Teil der Schweltrommel setzt bei ca. 200 OC die Entgasung der Brennstoffe ein, die bis zu Temperaturen von ca. 500 OC am rechten Austragsende der Trommel kontinuierlich fortgesetzt wird. Die Schwelgase werden durch die Ejektorwirkung des Brenners 23 über die Leitungen 22 bei Temperaturen von ca. 400 bis 500 OC abgesaugt. Gleichzeitig wird der Schwelkoks über die Austragsschurre 32, das Dosierrad 33 und den Eintrags förderer 30 in den Brenngasreaktor 2 unterhalb der Zwischenwand 28 eingetragen. The bituminous fed via an endless conveyor (not shown) Fuels such as sulphurous and ash-rich hard coal, lignite, peat, wood and Wood waste as well as straw and other organic components pass through the funnel 4 by alternately actuating the piston slides 5, 6 in the entry shaft 7, from which it by means of the screw conveyor 8 into the interior of the smoldering drum 10 must be entered. After drying in the left part of the smoldering drum in FIG. 1 The degassing of the fuels starts at approx. 200 OC, which can reach temperatures of approx. 500 OC at the right discharge end of the drum is continued continuously. The carbonization gases are released by the ejector effect of the burner 23 via the lines 22 at temperatures of approx. 400 to 500 OC. At the same time the coke is used Via the discharge chute 32, the metering wheel 33 and the entry conveyor 30 in the Fuel gas reactor 2 entered below the partition 28.

Die im Schwelgafblaufenden Reaktionen werden im folgenden anhand der Fig. 2 im einzelnen beschrieben. DieSchwelgase werden durch das Zumischen von dosierten Mengen an Luft im Brenner 23 teilweise verbrannt und strömen mit vergleichsweise hoher kinetischer Energie in die leere Kammer 27, in welcher intensive Verwirbelungen der Gase 1 erfolgen. Diese Wirbelströmungen bewirken, daß in der gesamten Kammer eine Temperatur von ca. 10C0 OC herrscht, bei welcher die thermische Crackung der Schwelgase mit hohem Wirkungsgrad erfolgt. Die Einhaltung der Temperatur wird durch das Einführen entsprechender Luftmengen und damit durch die Intensität der Schwelgasverbrennung erreicht. Die teilverbrannten und gecrackten Schwelgase strömen durch die Löcher 29 in der Zwischenwand 28 in das Koksbett 35, dessen Oberfläche auf eine Temperatur von etwa 900 bis 1000 oC erwärmt wird. Die sich beim Crackvorgang und bei der unterstöchiometrischen Verbrennung der Schwelgase bildenden Anteile an elementarem Kohlenstoff (Ruß) lagern sich an den Oberflächen der Schwelkokskörner an und reagieren mit den Verbrennungsprodukten sowie mit dem Wasserdampf unter Kohlenmonoxid, Wasserstoff und ggf. Methanbildung. Diese Prozesse sind stark endotherm, so daß die aus der Teilverbrennungs- und Crackzone I durch die Zwischenwand 28 in die Wassergas-Reaktionszone II einströmenden Gase in der Koksschicht 35 von anfangs 900 bis 1000 OC auf eine Abzugstemperatur von ca. 500 OC durch die endothermen Reaktionsvorgänge abgekühlt durch die Öffnungen 36a in den feuerfest aus gemauerten Wänden des Reaktors 2 und den Ringkanal 36 abgeführt werden (Abzugszone III) Die über die Leitung 50, den Ringkanal 42 un-d die öffnungen 42a in der Reaktorwand in den Raum 41 unter den Förderer eingeführte Verbrennungsluft strömt durch die Zwischenräume der Förderroststäbe 37 hindurch und es erfolgt bei V unmittelbar oberhalb des Förderrostes 37 eine Teilverbrennüng des Schwelkokses in einem Temperaturbereich von 1000 bis 1200 OC. Die Intensität dieser Teilverbrennung wird durch Einstellen der Luftzufuhr mittels des Dosierventils 51 erreicht. Die durch die Teilverbrennung des Schwelkokses gebildeten Gase durchströmen die Zone IV des Koksbettes und werden durch die Abzugsöffnungen 36a, den Ringkanal 36 und die Brenngasleitung 43 aus dem Brenngasreaktor abgezogen. The reactions occurring in the Schwelgafblaufe are based on the following 2 described in detail. The carbon dioxide gas is produced by the admixture of metered amounts of air in the burner 23 partially burned and flow with comparatively high kinetic energy in the empty chamber 27, in which intense turbulence of gases 1 take place. These eddy currents cause that in the entire chamber a temperature of about 10C0 OC prevails, at which the thermal cracking of the Carbonization gases take place with a high degree of efficiency. Maintaining the temperature is ensured by the introduction of appropriate amounts of air and thus through the intensity of the carbonization gas combustion achieved. The partially burned and cracked smoldering gases flow through the holes 29 in the partition 28 into the coke bed 35, the surface of which is heated to a temperature of around 900 to 1000 oC. The cracking process and in the sub-stoichiometric combustion of the carbonization gas-forming fractions elemental carbon (soot) is deposited on the surfaces of the charcoal grains and react with the combustion products as well as with the water vapor under carbon monoxide, Hydrogen and possibly methane formation. These processes are strongly endothermic, so that from the partial combustion and cracking zone I through the partition 28 into the water gas reaction zone II inflowing gases in the coke layer 35 from initially 900 to 1000 OC to a Extraction temperature of approx. 500 OC cooled by the endothermic reaction processes through the openings 36a in the refractory masonry walls of the reactor 2 and the annular channel 36 are discharged (withdrawal zone III) via the line 50, the Annular channel 42 and the openings 42a in the reactor wall in the space 41 under the Combustion air introduced by the conveyor flows through the spaces between the conveyor grate bars 37 through and there is a partial combustion at V directly above the conveyor grate 37 of the smoldering coke in a temperature range of 1000 to 1200 OC. The intensity this partial combustion is achieved by adjusting the air supply by means of the metering valve 51 reached. The gases formed by the partial combustion of the low-temperature coke flow through the zone IV of the coke bed and are through the outlet openings 36a, the annular channel 36 and the fuel gas line 43 withdrawn from the fuel gas reactor.

Aufgrund des der Verbrennungsluft zugesetzten Dampfes vollziehen sich bei diesem Durchströmen der Koksfüllung in der Reaktionszone IV ebenfalls stark endotherme Reaktionen, bei Heizwertsteigerung und gleichzeitiger Temperatursenkung - entsprechend den Reaktionen in Zone II Die in Fig. 3 dargestellte Anlage entspricht in ihren wesentlichen Bauteilen und Funktionsmerkmalen derjenigen nach Fig. 1. Die einander entsprechenden Bauteile sind mit um 100 erweiterten Bezugszeichen gekennzeichnet. Diese Anlage ist besonders für Aufgabematerialien geeignet, bei denen der in der Schweltrommel anfallende Schwelkoks einerseits ausreichend körnig ist, um gemeinsam mit den Schwelgasen über den Brenner 123 in den Brenngasreaktor eingeführt werden zu können, und 1 diesem ein Koksbett von ausreichender Gasdurchlässigkeit bilc.et, zum anderen soll jedoch der Koks von den Verbrennungsgasen im Raum 127 mitverwirbelt werden, um eine über den gesamten Querschnitt des Brenngas reaktors weitgehend gleichmäßige Ablagerung zu ermöglichen.Due to the steam added to the combustion air, they take place with this flow through the coke filling in reaction zone IV also strongly endothermic reactions Increase in calorific value and at the same time Temperature decrease - corresponding to the reactions in zone II that shown in FIG The main components and functional features of the system correspond to those according to FIG. 1. The components which correspond to one another have reference numerals extended by 100 marked. This system is particularly suitable for feed materials which the smoldering coke accumulating in the smoldering drum is on the one hand sufficiently granular is to together with the carbonization gases via the burner 123 in the fuel gas reactor to be able to be introduced, and 1 this a coke bed of sufficient gas permeability bilc.et, on the other hand, however, the coke should be removed from the combustion gases in room 127 are also swirled around a reactor over the entire cross section of the fuel gas To enable largely uniform deposition.

Hinsichtlich des Investitionsaufwandes bietet diese Ausführung den Vorteil, daß der gesonderte Eintrags förderer 30 für den Schwelkoks'die gasdichte Dosierradschleuse 33 wegfallen können. Um eine kontinuierliche Ergänzung des Koksbettes 135 im Reaktor 2 zu gewährleisten, fehlt bei dieser Ausführung die perforierte Trennwand 28 gemäß Fig. 1. Daraus folgt, daß die Variante nach Fig. 3 zwar technisch einfacher aufgebaut ist, daß die Steuerung des Verfahrensablaufes jedoch weniger Eingriffsmöglichkeiten bietet, da der gesamte, aus der Schweltrommel 410 ausgeoragene Schwelkoks unmittelbar in den Brenngasreaktor gelangt. Die weiteren Aggregate (wie Wärmetauscher, Wäscher, Gasmotor etc.) dieser Anlage entsprechen derjenigen nach Fig. 1, so daß auf ihre zeichnerische Darstellung verzichtet werden konnte. With regard to the investment costs, this version offers the Advantage that the separate entry conveyor 30 for the Schwelkoks'die gas-tight Dosing wheel sluice 33 can be omitted. A continuous addition to the coke bed 135 in the reactor 2, the perforated partition is missing in this embodiment 28 according to FIG. 1. It follows that the variant according to FIG. 3 is technically simpler is built up that the control of the process sequence, however, fewer options for intervention offers, since all of the smoldering coke extracted from the smoldering drum 410 is immediate enters the fuel gas reactor. The other units (such as heat exchangers, scrubbers, Gas engine etc.) of this system correspond to that of FIG. 1, so that on their graphic representation could be dispensed with.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungen beschränkt. So kann beispielsweise die Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder die Dampferzeugung für die Wassergasreaktion in der dritten Verfahrensstufe durch weitere Ausnutzung der Abwärme der Auspuffgase des Gasmotors erfolgen. The invention is not limited to the embodiments shown and described limited. For example, the preheating of the combustion air and / or the steam generation for the water gas reaction in the third process stage further utilization of the waste heat of the exhaust gases of the gas engine take place.

Ferner besteht auch die Möglichkeit, die durch das thermische Cracken der Schwelgase erhaltenen Brenngase einerseits und andererseits die durch die Vergasung des Schwelkokses erhaltenen Brenngase gesondert aus dem Brenngasreaktor abzuziehen und sie entsprechend ihrer ggf. unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung weiterzubehandeln. There is also the possibility of thermal cracking the combustion gases obtained on the one hand and the gasification on the other hand of the low-temperature coke obtained fuel gases to be withdrawn separately from the fuel gas reactor and to further treat them according to their possibly different chemical composition.

Obgleich die Verwertung der Brenngase in einem Gasmotor eine der energetisch günstigsten Möglichkeiten darstellt, da die Auspuffgase des Motors zur Beheizung der Schweltrommel herangezogen werden können, lassen sich die erzeugten Brenngase auch anderweitig zu Beheizungszwecken oder als chemischer Rohstoff verwenden. In diesem Fall könnte die indirekte Beheizung der Schweltrommel durch die erzeugten, ca. 600 OC heißen Brenngase selbst erfolgen, welche dann durch den Hohlmantel bzw. die hohlen Einbauten in der Trommel hindurchgeführt werden.Although the utilization of the fuel gases in a gas engine is one of the most energetic the most favorable options, since the exhaust gases from the engine are used for heating the smoldering drum can be used, the generated fuel gases can also be used for other purposes for heating purposes or as a chemical raw material. In In this case, the indirect heating of the smoldering drum by the generated, approx. 600 OC hot fuel gases take place themselves, which then pass through the hollow jacket or the hollow internals in the drum are passed through.

Für spezielle Anwendungszwecke, insbesondere für den Einsatz von Brennstoffen mit hohem Ascheanteil, bei denen die unverbrennbaren Bestandteile zum Zusammenbacken und -sintern neigen, ist eine weitere Verfahrens- undAnlagenvariante geeignet, bei welcher der Schwelkoks im Reaktorschacht ganz oder teilweise in den Zustand einer beruhigten Wirbelschicht (Fließbett) versetzt wird. Hierzu wird in der bodenseitigen Luftkammer ein ausreichend hoher ueberdruck erzeugt, der zu gleichmäßig über den Bodenquerschnitt verteilten Gasströmungen in die Schwelkoksfüllungührt. Sollte die zur Erzeugung des Wirbelbettes notwendige Gasmenge die zur Teilverbrennung des Schwelkokses benötigte Luftmenge überschreiten, kann dieser Verbrennungsluft entweder eine entsprechende Teilmenge an erzeugtem Brenngas und/oder eine entsprechende Teilmenge an Auspuffgasen zugemischt werden. Zumindest ein Teil dieser Auspuffgase aus der mit dem erzeugten Brenngas betriebenen Brennkraftmaschine (Gasmotor) wird in der heißen Teilverbrennungszone thermisch qecrackt. Die zugemischten Brenngase haben dagegen vorzugsweise eine strömungstechnische Trägerfunktion zur Erzeugung des Wirbelbettes.For special purposes, especially for the use of fuels with a high ash content, in which the incombustible components stick together and sintering, another process and plant variant is suitable for which the smoldering coke in the reactor shaft wholly or partially in the state of a calmed fluidized bed (fluidized bed) is added. This is done in the bottom Air chamber creates a sufficiently high overpressure that is too even over the Gas flows distributed in the bottom cross-section in the low-temperature coke filling. Should the to the Generation of the fluidized bed the amount of gas required for partial combustion If the amount of air required for the coke is exceeded, this can cause combustion air either a corresponding partial amount of generated fuel gas and / or a corresponding one Partial amount of exhaust gases are added. At least some of these exhaust gases from the internal combustion engine (gas engine) operated with the generated fuel gas Thermally cracked in the hot partial combustion zone. The mixed fuel gases on the other hand preferably have a fluidic carrier function for generation of the fluidized bed.

Claims (25)

Ansprüche 1. Verfahren zum Vergasen von stückigen Brennstoffen, wie bituminöse Steinkohlen, Braunkohlen, Holz, Stroh u. dgl., unter zumindest annäherndem Atmosphärendruck, bei dem die Brennstoffe in einer ersten Verfahrensstufe durch indirekte Beheizung bei Temperaturen zwischen 300 und 600 öC unter ständiger Umwälzung verschwelt und in einer zweiten Verfahrensstufe die heißen Schwelgase durch Vermischen mit vorgewärmter Luft teilverbrannt, gleichzeitig bei Temperaturen von 850 bis 1200 OC thermisch gecrackt und anschließend durch eine aus dem Schwelkoks in der ersten Stufe gebildete Reaktionszone hindurchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dritten Verfahrensstufe der Schwelkoks durch Einführen eines gasförmigen Sauerstoffträgers (Luft) im unterstöchiometrischen Verhältnis teilverbrannt wird, daß das erzeugte, zwischen anfänglich 900 und -1200 OC heiße Gasgemisch durch eine unmittelbar anschließende, aus dem Schwelkoks gebildete Reaktionszone hindurchgesaugt wird, in welcher durch endotherme Reaktionen die Gastemperatur gesenkt und gleichzeitig der Heizwert der Gase erhöht wird, und daß anschließend diese Brenngase und die Brenngase aus der zweiten Verfahrens stufe in bekannter Weise Wärmetauschern und Wäschern zugeführt werden. Claims 1. A method for gasifying lump fuels, such as bituminous coal, lignite, wood, straw and the like, at least approximately Atmospheric pressure at which the fuels are carried out in a first process stage indirect heating at temperatures between 300 and 600 oC with constant circulation carbonized and in a second process stage the hot carbonization gases by mixing partially burned with preheated air, at the same time at temperatures from 850 to 1200 OC thermally cracked and then cracked by one from the low-temperature coke in the first Stage formed reaction zone are passed through, characterized in that In a third process stage, the low-temperature coke is introduced by introducing a gaseous one Oxygen carrier (air) is partially burned in a substoichiometric ratio, that the generated gas mixture between initially 900 and -1200 OC by a immediately following reaction zone formed from the low-temperature coke is sucked through is, in which by endothermic reactions the gas temperature is lowered and at the same time the calorific value of the gases is increased, and that then these fuel gases and the Fuel gases from the second process stage in a known manner and heat exchangers Be fed to washers. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungs- und Vergasungsluft für den Schwelkoks zur Erzielung der Wassergas-Reaktion dosierte Mengen an Wasserdampf zugesetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that the combustion and gasification air for the low-temperature coke to achieve the water-gas reaction metered amounts of steam are added. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngase aus der zweiten Verfahrensstufe mit den Brenngasen aus der dritten Verfahrens stufe gemischt und gemeinsam den Luftvorwärmern und Wäschern zugeführt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Fuel gases from the second process stage with the fuel gases from the third process stage mixed and fed together to the air preheaters and washers. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilverbrennung mit gleichzeitiger thermischer Crackung der Schwelgase bei intensiver Verwirbelung der reagierenden Gase in einem von der den stückigen Schwelkoks enthaltenden Wassergas-Reaktionszone gesonderten Reaktionsraum durchgeführt wird und daß die erhaltenen Reaktionsprodukte die Wassergas-Reaktionszone über ihren gesamten Querschnitt gleichmäßig verteilt durchströmen.4. The method according to claim 1, characterized in that the partial combustion with simultaneous thermal cracking of the carbonization gases with intensive turbulence of the reacting gases in one of the water gas reaction zone containing the lumpy coke separate reaction chamber is carried out and that the reaction products obtained the water gas reaction zone is evenly distributed over its entire cross section flow through. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Brenngase in einem Bereich zwischen der zweiten und der dritten Verfahrensstufe abgeführt werden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the generated fuel gases in a range between the second and the third Process stage are removed. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der dritten Verfahrensstufe gebildete Schlacke und Asche mechanisch zerkleinert abgeführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the slag and ash formed in the third process stage are mechanically comminuted is discharged. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwelkoks in der dritten Verfahrensstufe von der Verbrennungs- und Vergasungsluft über den gesamten Querschnitt gleichmäßig verteilt durchströmt wird, und daß-die Menge an Schwelkoks dieser dritten Verfahrensstufe so eingestellt wird, daß durch die ablaufenden endothermen Wassergas-Reaktionen die erzeugten Brenngase ausreichend gekühlt mit Temperaturen im Bereich von 400 bis 700 OC den Wärmetauschern zugeführt werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the smoldering coke in the third process stage from the combustion and gasification air The flow is evenly distributed over the entire cross section, and that-the Amount of Schwelkoks this third process stage is adjusted so that by the endothermic water gas reactions that take place the fuel gases generated are sufficient fed to the heat exchangers cooled at temperatures in the range from 400 to 700 OC will. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Brenngas in einer Brennkraftmaschine verwertet wird, deren Abgase und das Heizmedium für die Verschwelung in der ersten Verfahrensstufe darstellen.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the generated fuel gas is used in an internal combustion engine, the exhaust gases and represent the heating medium for the charring in the first process stage. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Vergasung des Schwelkokses und damit die Höhe der Reaktionszone in der dritten Verfahrensstufe durch Einstellen der in den Schwelkoks eingeleiteten Mengen an Verbrennungsluft gesteuert wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the intensity of the gasification of the smoldering coke and thus the height of the reaction zone in the third process stage by adjusting the coke introduced into the low-temperature coke Amounts of combustion air is controlled. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft für die Schwelgase und für den Schwelkoks durch die ca. 500 OC heißen Brenngase vorgewärmt wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the combustion air for the smoldering gases and for the smoldering coke through the approx. 500 OC hot fuel gases are preheated. 11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schwelkoks in dosiertenXMengen zugeführte Wasserdampf durch Ausnutzung der fühlbaren Wärme der ca. 500 OC heißen Brenngase erzeugt wird.11. The method according to claim 2, characterized in that the dem Smoldering coke supplied in metered amounts of steam by utilizing the sensible Heat of about 500 OC hot fuel gases is generated. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelgase und der Schwelkoks aus der ersten Verfahrensstufe gemeinsam der zweiten Verfahrensstufe zugeführt werden.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the smoldering gases and the smoldering coke from the first process stage together are fed to the second process stage. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelgase und der Schwelkoks aus der ersten Verfahrensstufe jeweils gesondert abgezogen und der zweiten Verfahrensstufe zugeführt werden.13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that that the carbonization gases and the carbonization from the first process stage are each separate withdrawn and fed to the second process stage. 14. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer indirekt über ihren Hohlmantel beheizten Schweltrommel und einem mit den Schwelgasen und dem Schwelkoks aus der Schweltrommel beschickten schachtförmigen Brenngasreaktor sowie mit Luftvorwärmern und einem Wäscher für die erzeugten Brenngase, dadurch gekennzeichnet, daß derBrenngasreaktor eine obere Teilverbrennungs- und Crackzone I für die Schwelgase, eine daran anschließende, mit Schwelkoks gefüllte Wassergas-Reaktionszone II für die gecrackten Schwelgase, daran anschließend eine gemeinsame Abzugszone III für das erzeugte Brenngas, daran anschließend eine mit Schwelkoks gefüllte Wassergas-Reaktionszone IV für die Reaktionsprodukte der Schwelkoks-Teilverbrennung und daran anschließend eine heiße Verbrennungszone V für den Schwelkoks mit Zuleitungen (42, 142) für die vorgewärmte Verbrennungsluft und ggf. den Dampf aufweist.14. Plant for carrying out the method according to one of the preceding Claims, with a smoldering drum heated indirectly via its hollow jacket and a shaft-shaped one charged with the smoldering gases and the smoldering coke from the smoldering drum Fuel gas reactor as well as air preheaters and a washer for the fuel gases generated, characterized in that the fuel gas reactor has an upper partial combustion and Crack zone I for the smoldering gases, followed by an adjoining zone filled with smoldering coke Water gas reaction zone II for the cracked carbonization gases, followed by a common discharge zone III for the fuel gas generated, then one with Smoldering coke-filled water gas reaction zone IV for the reaction products of the partially burning coke and then a hot combustion zone V for the low-temperature coke with feed lines (42, 142) for the preheated combustion air and possibly the steam. 15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen, als freie Wirbelkammer (37) ausgebildeten Teilverbrennungs- und Crackzone I ein mit den Schwelgasen und der vorgewärmten Luft beaufschlagter Ejektorbrenner (23, 123) angeordnet ist 15. Plant according to claim 14, characterized in that in the upper, Partial combustion and cracking zone I designed as a free swirl chamber (37) Ejector burner charged with the carbonization gases and the preheated air (23, 123) is arranged 16. Anlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Teilverbrennungs- und Crackzone I und der daran anschließenden Wassergas-Reaktionszone II eine gasdurchlässige Trennwand (28, 29) vorgesehen ist.16. Plant according to claim 14 or 15, characterized in that that between the upper partial combustion and cracking zone I and the adjoining one Water gas reaction zone II a gas-permeable partition (28, 29) is provided. 17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (28) eine gleichmäßig gelochte keramische Platte ist.17. Plant according to claim 16, characterized in that the partition (28) is an evenly perforated ceramic plate. 18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Brenngasreaktor (2) unterhalb der Trennwand (28) eine Eintragsvorrichtung (30) für den Schwelkoks angeordnet ist.18. Plant according to one of claims 14 to 17, characterized in that that on the fuel gas reactor (2) below the partition (28) an entry device (30) is arranged for the low-temperature coke. 19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug (36) für die erzeugten Brenngase als Ringkanal am Außenumfang des Brenngasreaktors (2) ausgebildet ist, welcher über eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Radialöffnungen (36a) mit schräger Unterseite mit der Koksfüllung (35) im Brenngasreaktor (2) in Verbindung steht.19. Plant according to one of claims 14 to 18, characterized in that that the trigger (36) for the generated fuel gases as an annular channel on the outer circumference of the Fuel gas reactor (2) is formed, which over a plurality of in the circumferential direction evenly distributed radial openings (36a) with an inclined underside with the coke filling (35) is in connection in the fuel gas reactor (2). 20. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Brenngasreaktors (2) ein Austragsförderer (37 bis 39) für die Asche und Schlacke sowie Anschlüsse (42, 42a) für die vorgewärmte Verbrennungsluft und ggf. den Dampf angeordnet sind.20. Plant according to one of claims 14 to 19, characterized in that that a discharge conveyor (37 to 39) for the ash at the bottom of the fuel gas reactor (2) and slag and connections (42, 42a) for the preheated combustion air and possibly the steam are arranged. 21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem als Drehrost (37) ausgebildeten Austragsförderer eine abgedichtete Verteilerkammer (41) für die Verbrennungsluft vorgesehen ist, welche die Verbrennungsluft durch den Drehrost (37) hindurch gleichmäßig über den gesamten Reaktorquerschnitt verteilt in die Schwelgasfüllung einführt.21. Plant according to claim 20, characterized in that under the A discharge conveyor designed as a rotating grate (37) has a sealed distribution chamber (41) is provided for the combustion air, which the combustion air through the rotating grate (37) evenly distributed over the entire cross-section of the reactor introduced into the carbonization gas filling. 22. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintragsförderer (30) für den Schwelkoks einen Kolbenschieber als Förder- und Abdichtungsorgan aufweist.22. Plant according to one of claims 14 to 21, characterized in that that the entry conveyor (30) for the low-temperature coke has a piston valve as a conveyor and sealing member. 23. Anlage nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Drehtrommelaustrag (132) für die Schwelgase und den Schwelkoks.23. Plant according to claim 14, characterized by a common Rotary drum discharge (132) for the carbonization gases and the carbonization coke. 24. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung einer sogenannten beruhigten Wirbelschicht in der Verteilerkammer (41) ein ausreichend hoher Gasdruck eingestellt ist.24. Plant according to one of the preceding claims, characterized in that that to form a so-called calm fluidized bed in the distribution chamber (41) a sufficiently high gas pressure is set. 25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das die Wirbelschicht erzeugende Medium in der Verteilerkammer (41)ein Gemisch aus meilverbrennungs-Luft, Wasserdampf, im Reaktor erzeugtem, rückgeführtem Brenn-oder Schwelgas und/oder Auspuffgas aus dem mit dem Brenngas betriebenen Gasmotor ist.25. Plant according to claim 24, characterized in that the fluidized bed generating medium in the distribution chamber (41) is a mixture of fuel-burning air, Steam, recirculated fuel or carbonization gas generated in the reactor and / or exhaust gas from the gas engine operated with the fuel gas.
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