DE2948389A1 - Erzeugung von kohleschwachgasen - Google Patents

Erzeugung von kohleschwachgasen

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung
  • von Kohleschwachgasen zur Verfeuerung in Gasturbinen, bei dem das in einem Druckvergaser aus Kohle erzeugte Rohgas in einem Abhitzekessel gekühlt und anschließend in einer annähernd bei Vergasungsdruck betriebenen Naßwäsche, deren Waschtemperatur am Rohgaswassertaupunkt eingestellt ist, gewaschen und von Schwefelwasserstoff befreit wird, worauf das Reingas auf Turbinenprozessdruck expandiert, nach Verbrennung auf 1,015 bar weiter expandiert und in einem Abgaskessel auf 1100C gekühlt wird, wobei in der Naßwäsche neben Schwefelwasserstoff Kohlendioxid vom Waschmittel aufgenommen wird, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid durch atmosphärische Regenerierung bei 1100C ausgedampft werden und bei 400C der Schwefelwasserstoff absorptiv van Kohlendioxid getrennt wird, welches nach Komprimierung als Vergasungsmittel im Druckvergaser wieder eingesetzt wird.
  • Aus "Freiberger Forschungshefte", A 209 Seite 1962, Seiten 123, 124 ist bereits die C02-Rückführung bekannt und es ist ein Schema einer Druckvergasung mit anschließender Rohgaskonvertierung angegeben. Aus dieser Literaturstelle ist ferner zu entnehmen, daß für die Entfernung von Schwefelwasserstoff und C02 das Rectisol-Verfahren und die Heißpottaschewäsche einsetzbar sind.
  • Auf die Heißpottaschewäsche zur Abscheidung von Kohlensäure wird auch in "Brennstoff-Chemie", 1959, Seite 69 hingewiesen.
  • Schließlich gehört es nach der DE-PS 954 544 zum Stande der Technik, ein Gemisch von Kohlendioxid und Vergasungsmittel dem Gaserzeuger zuzuleiten.
  • Im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Erzeugung eines stadtgaswürdigen Starkgases ist es aus der DD-PS 3 242 bereits bekannt, das im Druckwäscher aus dem Rohgas vom Waschwasser aufgenommene und anschließend bei der Entspannung dieses Wasser freiwerdende Kohlendioxid zu entschwefeln, zu komprimieren und nach Mischen mit Dampf sowie Überhitzung dem Druckwasser zur Reduzierung zuzuführen.
  • Bei dem bekannten Verfahren handelt es sich um die Erzeugung von Starkgasen, wie Stadt-, Fern- und Synthesegasen aus Kohle durch Druckvergasung im Festbett und Gegenstrom. Eingesetzt wird dabei Sauerstoff und Wasserdampf. Die Kondensation erfolgt auf 40° und es findet eine Auswaschung inerter und schädlicher Gase wie H2O, CO2 und H2S statt. CO2 wird rekomprimiert, überhitzt und zum Vergaser zurückgeführt, so daß sich eine Reduktion von CO2 zu CO und eine Verdrängung von Vergasungsdampf ergibt mit dem Ziel, Rohgas mit geringer Wasserdampfmenge und CO2-freies Produktgas zu erzielen.
  • Allerdings hat diese Verfahrenstechnik bisher keine praktische Anwendung finden können, weil die CO2-Reduktion nur teilweise erreichbar und der Sauerstoffverbrauch nachteilig erhöht ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Vergasungsdampf freizusetzen und mit ihm in Dampfturbinen Nutzleistung zu erzeugen, geringere Mengen latenter Wärme im Prozess Rauchgas zu erzielen und die Prozessexergie zu verbessern.
  • Dies wird erfindungsgemäß bei dem eingangs beschriebenen Verfahren dadurch erreicht, daß unter in dem Prozessluftkreis integrierter Kohledruckvergasung Kohlendioxid laufend zu ca. 60 % bis 80 % ausgewaschen, isotherm komprimiert und mit niedriger Temperatur im Gaserzeugungsprozess umlaufend dem Druckvergaser zugeführt und die Kompressionsenergie aus der CO,-Expansion an der Gasturbine und des Expanders rückgewonnen wird.
  • Durch den CO2-Zusatz zum Vergasungsmittel wird Vergasungsdampf freigesetzt, aus dem in einer Dampfturbine überschüssige Leistung gewonnen werden kann.
  • Ferner lässt sich durch Anpassung der Rohgaswassertaupunkt- und Regenerierungstemperatur zusätzlich Prozesswärme nutzen. Durch die isotherme CO2-Rekompression erreicht man die Rückführung kalten CO2 zum Vergaser. Der Inert-Anteil in der Vergasungsluft wird erhöht, der Vergasungsdampf wird verdrängt, im Produktgas ist ein unveränderter C02-Gehalt vorhanden und schließlich wird die CO2-Rekompressionsarbeit praktisch vollständig aus der rückgewonnenen CO2-Expansion des Prozesses gedeckt. Während es beim Stande der Technik um die Beseitigung von heizwertsenkenden Inertgasen und verminderten Gaskondensatanfall bei Sauerstoffvergasung für Starkgase geht, erzielt man gemäß der Erfindung eine Vermindung latenter Wärmen im Rauchgas und Anhebung der Prozessexergie beim Gas/Dampfprozessen mit integrierter Luftvergasung.
  • Vorzugsweise wird das komprimierte Kohlendioxid einem vom Gasturbinenluftkompressor abgezweigten Strom komprimierter Luft beigemischt und mit diesem dem Druckvergaser zugeführt.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung kann das komprimierte Kohlendioxid zusammen mit dem abgezweigten Luftstrom auf dem Vergasungsdruck komprimiert werden.
  • Die Zeichnung zeigt in einer einzigen Fig. ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Verfahrensführung.
  • Mit 1 ist der Gasturbinenluftkompressor bezeichnet, der unmittelbar Luft zu der Brennkammer 8 liefert.
  • Ein Teil der Luft wird abgezweigt und gelangt zum Vergasungs-Luftkompressor 2, der die Luft in den Druckvergaser 3 einmündet, welchem die Kohle zugeführt wird. Aus dem Druckvergaser gelangt das Rohgas über einen Abhitzekessel 4 zu einer Naßwäsche 5 und einem H2S-AbsorDer 6. Die jeweiligen Abprodukte aus dem Druckvergaser bzw. aus dem H2S-Absorber sind durch Pfeile angedeutet. Aus dem Abhitzekessel 4 kann Energie für den Druckvergaser gewonnen werden, wie es durch den stark ausgezogenen Pfeil angedeutet ist. Weitere Energie kann unmittelbar zur Dampfturbine 10 geleitet werden, die aus dem Dampfkessel 9 gespeist wird. Das gereinigte Gas gelangt über einen Brenngasexpander 7 schließlich in die Brennkammer 8, wo es über den Dampfkessel 9 in die Gasturbine 11 gelangt, von der Leistung abgenommen wird. Ein Teil der Energie des Gases wird in dem Dampfkessel 9 verbraucht, der eine Dampfturbine 10 speist, von der ebenfalls Energie abnehmbar ist. Bei 13 ist ein weiterer Abgaskessel angedeutet, dessen Energie über den Dampfkessel, die Dampfturbine und einen nur schematisch angedeuteten Wärmeaustauscher geführt wird. Der Antrieb des isothermen CO2-Kompressors 12 erfolgt mit einem E-Motor, dessen Leistung aus der CO-ExPansionsarbeit an der Gasturbine 11 und des Expanders 7 ruckgewonnen wird. Das CO3 wird der Luft zugeführt, die aus dea Gasturbinenluftkompressor 1 in den Vergasungsluftkompres sor 2 gelangt.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Erzeugung von Kohleschwachgasen Patentansprüche Verfahren zur Erzeugung von Kohleschwachgasen zur Verfeuerung in Gasturbinen, bei dem das in einem Druckvergaser aus Kohle erzeugte Rohgas in einem Abhitzekessel gekühlt und anschließend in einer annähernd bei Vergasungsdruck betriebenen Naßwäsche, deren Waschtemperatur am Rohgaswassertaupunkt eingestellt ist, gewaschen und von Schwefelwasserstoff befreit wird, worauf das Reingas auf Turbinenprozessdruck expandiert, nach Verbrennung auf 1,015 bar weiter expandiert und in einem Abgaskessel auf 1100C gekühlt wird, wobei in der Naßwäsche neben Schwefelwasserstoff Kohlendioxid vom Waschmittel aufgenommen wird, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid durch atmosphärische Regenerierung bei 1000C ausgedampft werden und bei 400C der Schwefelwasserstoff absorptiv vom Kohlendioxid getrennt wird, welches nach Komprimierung als Vergasungsmittel im Druckvergaser wieder eingesetzt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß unter in dem Prozessluftkreis integrierter Kohledruckvergasung Kohlendioxid laufend zu ca. 60 % bis 80 % ausgewaschen, isotherm komprimiert und mit niedriger Temperatur im Gaserzeugungsprozess umlaufend dem Druckvergaser zugeführt und die Kompressionsenergie aus der C0,-Expansion und der Gasturbinenabwärme gewonnen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß das komprimierte Kohlendioxid einen vom Gasturbinenluftkompressor abgezweigten Strom komprimierter Luft beigemischt und mit diesem dem Druckvergaser zugeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das komprimierte Kohlendioxid zusammen mit dem abgezweigten Luftstrom auf den Vergasungsdruck komprimiert wird.
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