DE2950865C2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen CO und H↓2↓ enthaltenden Gases - Google Patents

Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen CO und H↓2↓ enthaltenden Gases

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Description

— die Düsen (15,15') abwärts geneigt im bodennahen Waiidbereich (16) des Reaktors (1) symmetrisch zu einer nüttig i\s Schlackenbehandlungsvorrichtung (?) und zum Reaktorboden (15) verlaufenden vertikaler Ebene (1-1) auf dem Umfang des Wandbereiches (16) verteilt sind,
— die Düsen (i5, i5') in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die beiden der Schlackenabzugsöffnung (7) am nächsten angeordneten Düsen (15') einen Winkel von mindestens 90° zwischen sich einschließen,
— der untere, das Schmelzbad aufnehmende Reaktorteil ein Volumen/Oberflächenverhältnis· zwischen 1 mJ : 1,5 m2 bis 2,5 m2 und vorzugsweise zwischen 1 m3:1,8 m2 bis 2,2 m2 aufweist, und
— die Schlackenbehandlungsvorrichtung (8) in ein Granuliergefäß (30) mündet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je 0,5 m3 Volumendes Metalles(3)eine Düse (15,15') vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmundstücke (17) in einem Abstand von 250 mm vom Reaktorboden (13) angeordnet sind, und dieser Abstand dem der Düsenmundstücke (17) von der Oberfläche des Metalles (3) entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Randbereich (16) gegenüber einer Vertikalen (V) nach innen um einen Winkel (λι) vorspringt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (1) mit einem demontierbaren Deckel (19) druckdicht verschlossen ist, in welchem die Gasabzugleitung (6) und eine Einfüllöffnung (20) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (19) mittels Schnellmontagevorrichtungen (18) druckdicht auf dem Reaktor (1) angeordnet ist
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des Reaktors (1) ein Druckempfänger (41) angeordnet ist, der über Steuerleitungen (40,42) mit einem Regler (43) und entsprechenden Regelorganen (44) für die Vergasungsmedien und Hilfsstoffe verbunden ist
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen CO und H2 enthaltenden Gases durch Vergasen von Kohlen und/ oder anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen in einem ein Schmelzbad aus Schlacke und Metall, insbesondere Eisen oder eine Eisenlegierung enthaltenden Reaktor, mit im Schmelzbad angeordneten Düsen für kohlenstoffhaltige Brennstoffe, Schlackebildner und oxidierende Vergasungsmedien, mit druckdichten Anschlüssen an eine in einen oberhalb des Schmelzbades befindlichen, im Verhältnis zur Badoberfläche im Durchmesser vergrößerten Gasberuhigungsraum einmündende Gasabzugsleitung und mit einer angeschlossenen Schlackenbehandlungsvorrichtung, die zwischen ihrem Einlauf- und Auslaufende als Verblaserinne mit einem Gasraum und darin angeordneten Aufblaslanzen ausgebildet ist und an deren Auslaufende ein Stauwehr vorgesehen ist wobei der Anschlußbereich zwischen Reaktor und Schlackenbehandlungsvorrichtung und gegebenenfalls die Schlackenbehandlungsvorrichtung selbst mit einer Wasserkühlung ausgestattet ist
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE-OS
28 34 173 beschrieben. Diese Vorrichtung und das damit durchzuführende Verfahren beziehen sich jedoch ausschließlich auf die kontinuierliche Behandlung von schmelzflüssigen, schwefelhaltigen Schlacken, die insbesondere bei der Vergasung schwefelhaltiger Kohle in einem Metallbadreaktor anfallen.
Bei einer aus der DE-PS 19 15 248 bekannten Vorrichtung zum Vergasen von Kohlenstoff und/oder kohlenstoffhaltigen Medien zur Herstellung eines CO und H2 enthaltenden Reaktionsgases werden schwefelhaltiger Kohlenbrennstoff und vorerhitzte Luft seitlich mittels Lanzen durch die Wandungen eines feststehenden
5t> Reaktors in ein Eisen enthaltendes Metallbad eingeführt. Hierbei wird eine Reinigung von Gasen erreicht, welche durch Verbrennen des schwefelhaltigen Kohlen-Brennstoffes erhalten werden, wobei der Schwefel bereits während der Verbrennung in wirtschaftlicher Weise entfernt wird.
Eine weitere Vorrichtung zum Vergasen von festen kohlenstoffhaltigen Materialien ist in der DE-OS
29 52 434 beschrieben, die eine oder mehrere nicht eingetauchte beziehungsweise nicht untergetauchte Aufblaselanzen aufweist, mittels derer das zu vergasende feste, kohlenstoffhaltige Pulver sowie Sauerstoff und Flußmittel auf ein Eisenbad aufgeblasen werden. An den Eisenbadreaktor ist weiterhin eine Schlackenaustragskammer mit einem Heizbrenner angeschlossen. Bei diesem Eisenbadreaktor soll die Verwertungswirksamkeit des festen kohlenstoffhaltigen Materials hoch und der Gehalt an Verunreinigungen im Produktgas sehr niedrigsein.
Eine andere Vorrichtung zum Vergasen von Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoff enthaltenden Substanzen ist aus der DD-PS 1 26 201 bekannt. Hierbei werden die Vergasungsmittel sowie die zu vergasenden Substanzen mittels Düsen, die im Vergasungsreaktor unterhalb der Badoberfläche in der feuerfesten Ausmauerung angeordnet sind, in das Eisenbad eingeleitet Die Düsen werden gegen einen gegenüber dem Mauerwerk voreilenden Verschleiß dadurch geschützt, daß der Sauerstoffstron von einem Schutzmedium aus gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoff enthaltenden Medien umgeben wird. Als Schutzmedien weiden z.B. Propan, Butan oder leichtes Heizöl verwendet — Es sind zwei konverterähnliche Reaktionsräume vorgesehen, zwischen denen die Schlacke umläuft, und von denen einer der Schlakkenentschwefelung dient '
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Metallbadreaktor mit angeschlossener Schlackenbehandlungsvorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen CO und H2 enthaltenden Gases anzugeben, der ausgehend vom bekannten Stand der Technik durch besondere konstruktive Ausgestaltung des Vergasungsreaktors eine Prozeßoptimierung, insbesondere eine Verschleißminderung der Feuerfestauskleidung des Reaktors, eine Absenkung des Staubgehaltes im Prozeßgas und eine Steigerung der Kohlenumsetzungsrate beziehungsweise eine Erhöhung der Vergaserleistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
— Die Düsen sind abwärts geneigt im bodennahen Wandbereich des Reaktors symmetrisch zu einer mittig zur Schlackenbehandlungsvorrichtung und zum Reaktorboden verlaufenden vertikalen Ebene {!-!) auf denn Umfang des Wandbereiches verteilt,
— die Düsen sind in gleichem Abstand zueiannder angeordnet, wobei die beiden der Schlackenabzugsöffnung am nächsten angeordneten Düsen einen Winkel von mindestens 90° zwischen sich einschließen,
— der untere, das Schmelzbad aufnehmende Reaktorteil weist ein Volumen/Oberflächenverhältnis zwischen 1 m3:1,5 m2 bis 2,5 m2 und vorzugsweise zwisehen 1 m3:1,8 m2 bis 2,2 m2 auf, und
— die Schlackenbehandlungsvorrichtung mündet in ein Granuliergefäß.
Durch die besondere Anordnung der Düsen wird eine symmetrisch relativ beruhigte Strömung im Schmelzbad hervorgerufen, wodurch insbesondere die Standfestigkeit des feuerfesten Futters gegenüber Erosion und Verschleiß erheblich verbessert wird. Die besondere Dimensionierung des Reaktors ergibt in vorteilhafter Weise einerseits eine genügende Badtiefe, weiche notwendig ist, um das Durchblasen der Vergasungsmedien und/ oder der Schlackebildner durch das flüssige Metall zu verhindern, und andererseits eine günstige Austrittsgeschwindigkeit für das entstehende Gas, wobei angestrebt wird, diese Austrittsgeschwindigkeit möglichst niedrig zu halten, um unter Vermeidung von starken Wallungen im Schmelzbad ein ruhiges Blasverhalien zu erzielen, was gleichzeitig bewirkt, daß der Staubgehalt im Produktgas möglichst niedrig ist. Auch die besondere Ausgestaltung des Reaktors, der oberhalb des Schmelzbades einen im Verhältnis zur Badoberfläche im Querschnitt vergrößerten Gasoeruhigungsraum aufweist, hat den Vorteil, daß der Staubgehalt des Produktgases so gering wie möglich gehalten wird, und daß insbesondere das Mitreißen von Schlacke- und Metalkeilchen verhindert wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß je 0,5 m3 Volumen des Metalles eine Düse vorgesehen ist Diese Zahlenangabe steilt den Optimalwert dar; leichte Abweichungen nach oben oder unten erfüllen ebenfalls noch die Lösung der zugrundeliegenden Aufgabenstellung. Diese Auslegung hat die vorteilhafte Wirkung, das schädliche Größen bei der konvektiven Badbewegung vermieden werden. Außerdem erhalten die Vergasungsmedien infolge optimaler Aufteilung auf das gesamte Badvolumen ausreichende Möglichkeit zur innigen Mischung im Metallbad und damit zur vollständigen Reaktion mit den zu vergasenden Stoffen. Dadurch wird eine Steigerung der Kohleumsetzungsrate und der Vergaserleistung erreicht
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß d'*e Düsenmundstücke in einem Abstand von 250 mm vom Reaktorboden angeoir^et sind und dieser Abstand dem der Düsenmundstücke ven der Oberfläche des Metalles entspricht Leichte Abweichungen von dieser Abstandsangabe sollen ebenfalls mit eingeschlossen sein.
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß einerseits für die Reaktion eine genügende Reaktionsstrecke und damit Reaktionszeit im Schmelzbad gegeben ist, welche ein Durchblasen der Vergasungsmedien oder der Schlackebildner verhindert und daß andererseits die bei der Vergasung entstehende Badkonvektion in Bodennähe bereits so stark abgeklungen ist, daß eine Beschädigung des Reaktorbodens beziehungsweise des feuerfesten Futters verhindert wird. Durch die Anordnung der Düsen in annähernd gleichem Abstand zueinander, wobei die dem Schlackenaustritt am nächsten angeordneten Düsen vorzugsweise einen Winke! von mindestens 90° zwischen sich einschließen, ergibt sich der Vorteil, daß eine zur Richtung des Schiacken^bzugs symmetrische, gleichmäßige und beruhigte Strömungsausbildung im Schmelzbad erreicht wird, welche für eine optimale Trennung der Schlacke vom Metall wichtig ist, insbesondere um Metallverluste beim Schlackenabzug zu vermeiden.
Darüber hinaus ergeben die Ausgestaltungen im gegenseitigen günstigen ■ Zusammenwirken als Gesamtwirkung eine schonende Beanspruchung des feuerfesten Futters im Reaktor, optimale Strömungsverhältnisse im konvektiven System des Schmelzbades und eine die Reaktion zwischen Brennstoff, Vergasungsmedium und dem Metallbad begünstigende, optimale Verteilung der zugeführten Stoffe im Metall.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, ,.'aß der untere Randbereich gegenüber einer Vertikalen (V) nach innen um einen Winkel oc\ vorspringt Auf diese Weise entstehen im Metallbad zwischen Boden- und Wandbereich günstige Strömungsubergänge, welche in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Schonung des feuerfesten Futters im Reaktor bewirken. Die Düsen sind, in Blasrichtung gesehen, gegenüber einer horizontalen Ebene im Winkel «2 mit abwärts gerichteter Neigung im unteren Wandbereich angeordnet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß an der Düsenmündung eine abwärts gerichtete Schichtenströmung erzeugt wird, '«eiche diese vor Überhitzung durch den Brennfleck schützt, der bei der Reaktion der Vergasungsmedien und des Brennstoffes mit dem Metallbad entsteht, indem dieser Brennfleck durch die Schichten-
strömung von der Düsenmündung abgelenkt und tiefer in das Metallbad gezogen wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Reaktor mit einem demontierbaren Deckel druckdicht verschlossen ist, in welchem die Gasabzugleitung und eine Einfüllöffnung angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Innenraum des Reaktors im Falle von Reparaturen, insbesondere an der feuerfesten Auskleidung leicht zugänglich gemacht und begangen werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Deckel mittels Schnellmontagevorrichtungen druckdicht auf dem Reaktor angeordnet ist. Die Schnellmontagevorrichtungen erlauben bei kurzen Betriebsunterbrechungen eine schnelle Inspektion des Re- is aktorinnenraumes, wodurch die Unterbrechungszeiten erheblich verkürzt werden können.
Bei dem erfindungsgemäßen Reaktor ist das SchlakkcnaüäiriiiSGrgan an dessen ab'auisciugCTT; Ende mit einem Stauwehr ausgestattet und im Bereich zwischen Einlauf- und Auslaufende mit einem Gasraum und darin angeordneten Aufblaslanzen als Verblaserinne ausgebildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß das Schlackenaustrittsorgan durch das Stauwehr syphonartig gegenüber dem Gasraum des Reaktors angeschlossen ist, wobei sich über die Länge des Schlackenaustrittsorgans ein rinnenförmiger, zum Teil mit Schlacke gefüllter Reaktor mit einem Gasraum ergibt, in welchem Aufblaslanzen derart angeordnet sind, daß die Schlacke beim Hindurchlaufen beispielsweise durch Aufblasen von Sauerstoff entschwefelnd gereinigt wird, wobei der Schwefelanteil der Schlacke in einer exothermen Reaktion zu Schwefeldioxid verbrannt wird. Zur Regulierung der Temperatur kann dabei dem Sauerstoff beispielweise Wasserdampf beigemischt werden. Um zu verhindern, daß durch Überhitzungen infolge der exothermen Reaktion beim Verbrennen des Schwefels Schaden an der feuerfesten Auskleidung auftreten, ist vorgesehen, daß der Anschlußbereich zwischen Reaktor und Schlackenaustrittsorgan und gegebenenfalls das Schlackenaustrittsorgan selbst mit einer Wasserkühlung ausgestattet ist. Dabei wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß an der gekühlten Wand eine Schlackenschicht erstarrt und eine autogene Schutzschicht bildet.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt sich ein Reaktor von sehr kompakter Bauweise, der sich insbesondere wegen der stationären Anordnung zum Betrieb unter Druck eignet.
Die in den Ansprüchen angegebenen Zahlenwerte des Volumen/Oberflächenverhältnisses, des Metallvolumens pro Düse und die Winkelangabe im unteren Randbereich des Reaktors sind bevorzugte Größenordnungen, wobei geringe Abweichungen nach oben und unten mit eingeschlossen sein sollen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt
F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Reaktor mit einer als Verbiaserinne ausgebildeten Schlackenbehandlungsvorrichtung und einem sich daran anschließenden Granuliergefäß im Längsschnitt
F i g. 2 den erfindungsgemäßen Reaktor nach F i g. 1 in Draufsicht, teilweise im Schnitt,
Fig.3 eine vollständige Vergasungsanlage mit der erfindungsgernäßen Vorrichtung als Blockschaltbild.
F i g. 1 zeigt einen Reaktor 1, der als stehendes Gefäß ausgebildet ist und in seinem Inneren mit einer feuerfesten Auskleidung 2 ausgekleidet ist Der im Längsschnitt dargestellte Reaktor < enthält ein Bad 3 aus schmclzflüssigem Eisen und eine schmelzflüssige Schlackenschicht 4. Darüber befindet sich ein im Querschnitt vergrößerter Gas- und/oder Gasberuhigungsraum 5, welcher in einen Gasabzugsstutzen 6 mündet. Dieser ist seinerseits mit einer druckfesten Verbindung, beispielsweise durch ein Flanschpaar 9, 10 druckdicht an eine Gasabzugsleitung 11 angeschlossen.
Die linke Seite des Reaktors 1 weist eine Schlackenabzugsöffnung 7 auf, welche ebenfalls mit einem Verbindungsflansch 12 druckdicht an ein Abzugsorgan 8 für Schlacke angeschlossen ist. Im Bereich des Reaktorbodens 13 ist ein im Betrieb hermetisch verschlossener Notabstichkanal 14 für flüssiges Metall 3 vorgesehen. Düsen 15 sind in einem bodennahen Wandbereich 16 des Reaktors 1 angeordnet. Diese Düsen IS sind, wie aus der Querschnittsdarstellung in Fig. 2 ersichtlich ist, symmetrisch zu einer mittig sowohl zur Schlackenabzügsöf!"""g 7 als auch zum Reaktcrboden !3 verlaufenden vertikalen Ebene I-I in annähernd gleichem Winkelabstand von je 52° am Umfang verteilt angeordnet, während die beiden der Schlackenabzugsöffnung 7 am nächsten angeordneten Düsen 15' einen Winkel von annähernd 100° zwischen sich einschließen.
Der die Düsen 15, 15' aufnehmende bodennahe Wandbereich 16 weisi gegenüber einer Vertikalen » V« einen Winkel A\ auf. Dadurch ergibt sich an der Schnittstelle d',;ses bodennahen Wandbereiches 16 mit dem schüsseiförmigen Boden 13 ein stumpfer Winkel «j, welcher — wie in F i g. 1 ersichtlich — einen günstigen Strömungsübergang dor konvektivcn Schichtenströmung des Metallbades 3 ermöglicht.
Die Düsen 15,15' sind ihrerseits mit einem Winkel λ2 gegenüber einer gedachten horizontalen Ebene in dem bodennahen Wandbereich 16 eingesetzt. Hierdurch ergibt sich bei der Einleitung von Brennstoff, Zuschlagstoffen. Vergasungsmedien und/oder Schutzmedien eine abwärts gerichtete Schichtenströmung am Düsenmundstück 17. Durch diese Strömung wird einerseits die Verweilzeit der Reaktanten im Eisenbad 3 verlängert, und andererseits der im Bereich der Reaktion entstehende Brennfleck durch die Schichtenströmung von der Düsenmündung 17 sowie von dem Wandbereich 16 weg in Richtung des Eisenbades 3 verlagert, was eine erhebliche Verringerung von Düsen- und Wandverschleiß und damit Verbesserung der Betriebsdauer sowohl der Wand 16 als auch des Düsenmundstückes 17 zur Folge hat
Der Reaktor 1 besitzt im übrigen einen mit Schnellmontageeinheiten 18 druckdicht aufgesetzten, demontierbaren Deckel 19, in welchem der bereits erwähnte Gasabzugstutzen 6 und eine Chargieröffnung 20 angeordnet sind.
Die Dimension des im unteren Reaktorbereich 21 befindlichen, das flüssige Eisen 3 und die flüssige Schlacke 4 enthaltenden Metallschmelzbades sowie des darüber befindlichen Gasraumes 5, werden im Inneren des einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Reaktors 1 durch unterschiedlich profilierte, mit unterschiedlichen Wanddicken ausgeführte Feuerfestauskleidungen 2 festgelegt
Im Anschlußbereich 22 zwischen Reaktor 1 und dem Schlackenabführorgan 8 ist eine mit Kühlmedium beschickte Kühleinrichtung 23 angeordnet welche eine Überhitzung der Bauteile an dieser Stelle verhindert. Das Schlackenaustragsorgan 8 ist als Verblaserinne bzw. als Schlackenbehandlungsvorrichtung ausgebildet und ablaufseitig durch ein Wehr 24 derart abgeschlos-
sen, daß ein Flüssigkeitsspiegel 25 der Schlacke von solcher Höhe entsteht, daß hierdurch ein syphonartiger Gasabschluß in der Schlackenabzugsöffnung 7 gegenüber dem GasrauTi 5 des Reaktors 1 gebildet wird. Darüber befindet sich ein Gasraum 26, in welchen drei Aufblaslanzen 27 hineinragen. Die Wand des Schlackenaustrittsorganes 8 ist ferner mit einem Wasserkühlmantel 28 uir^eben, welcher diese vor Überhitzung schützt. Durch die Wirkung der Kühlung erstarrt eine äußere Schlackenschicht 29 und bildet eine natürliche, autogene Schutzschicht. An die Schlackenbehandlungsvorrichtung 8 is ablaufseitig ein Granulierkessel 30 angeschlossen und teilweise mit einem Wasserbad 31 gefüllt. Die dort einlaufende und in der Verblaserinne durch Verbrennen des Schwefelanteils mittels Sauerstoffstrahlen gereinigte Schlacke 32 (Pfeil 32) wird im Wasserbad schockartig abgekühlt und dabei in an sich bekannter Weise granuliert. Das durnh Aufblasen von Oxidationsmittel und gegebenenfalls einem Anteil Wasserdampf entstehende, hochschwefelhaltige Abgas sammelt sich in dem Gasraum 33 des Granuliergefäßes 30 und wird wie durch Pfeil 34 angedeutet ist, zur Gewinnung von elementarem Schwefel, beispielsweise nach dem Claus-Prozeß oder auch zur Herstellung von Schwefelsäure einer entsprechenden nicht dargestellten Anlage zügeleitet. Das entschwefelte Schlackengranulat wird aus dem Bodenbereich 35 des Granuliergefäßes 30 durch eine Doppelschleusenanordnung 36 entleert.
Die beschriebene Anordnung gemäß Fig. 1 ist in F i g. 2 im Querschnitt sowie teilweise in Ansicht dargestellt Dabei sind gleiche Funktionselemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Funktion der gesamten Vergasungsanlage geht aus dem Blockschaltbild gemäß Fig.3 hervor. Diese zeigt den Reaktor 1 mit den Düsen 15, dem Notabstich 14 sowie der Schlackenaustrittsöffnung 7, und ferner mit dem Gasaustrittsstutzen 6 sowie der Einfüllöffnung 20. Die Düsen 15 sind Mehrfachdüsen mit drei Kanälen, wovon der innerste Kanal mit Brennstoff und Trägergas, ein mittlerer Kanal mit Sauerstoff und ein äußerer Kanal mit einem Schutzgas, beispielsweise C3H8 in Mischung mit Wasserdampf gespeist wird. Eine Einrichtung zur Mengeregelung der Vergasungsmedien und Hilfsstoffe nach Maßgabe des Reaktordruckes mittels einer Regeleinrichtung umfaßt einen Druckempfänger 41, Steuerleitungen 40 und 42, einen Regler 43 und die Regelorgane 44. Das Blockschaltbild F i g. 3 zeigt ferner die als Veblaserinne ausgestaltete Schlackenbehandlungsvorrichtung 8 mit den Aufblaslanzen 27 und den Zuführungsleitungen für Sauerstoff 45 und für Wasserdampf 46.
Die Granuliereinrichtung 30 mit der Schleuse 36 trägt die granulierte, entschwefelte Schlacke für ein Entwässerungssieb 47 beispielsweise auf Halde aus, während rückgewonnenes Wasser aus dem Sammelbecken 48 nach Filtration bei 49 durch eine Pumpe 50 in das Wasserversorgungsnetz 51 eingespeist wird. Dieses erhält Frischwasser durch die Frischwasserzufuhrleitung 52 und versorgt sowohl die Kühleinrichtung 23 als auch die Wasserkühlkästen 28 ebenso wie den Wasserhaushalt 31 des Granuliergefäßes 30 sowie die Flutungseinrichtung 53 der Schleuse 36.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen CO und H2 enthaltenden Gases durch Vergasen von Kohlen und/oder anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen in einem ein Schmelzbad (21) aus Schlacke und Metall, insbesondere Eisen oder eine Eisenlegierung enthaltenden Reaktor,
mit im Schmelzbad angeordneten Düsen (15,15') für kohlenstoffhaltige Brennstoffe, Schlackenbildner und oxidierende Vergasungsmedien,
mit druckdichten Anschlüssen (9, 10) an eine, in einen oberhalb des Schmelzbades befindlichen, im Verhältnis zur Badoberfläche im Durchmesser vergrößerten Gasberuhigungsraum (5) einmündende Gasabzugsleitung (6) und
mit einer angeschlossenen Schlackenbehandlungsvorrichtung (8), die zwischen ihrem Einlauf- und Auslaufende als Verblaserinne mit einem Gasraum (26) und darin angeordneten Aufblaslanzen (27) ausgebildet ist und an deren Auslaufende ein Stauwehr (24) vorgesehen ist,
wobei der Anschlußbereich (22) zwischen Reaktor (1) und Schlackenbehandlungsvorrichtung (8) und gegebenenfalls die Schlacker.behandlungsvorrichtung (8) selbst mit einer Wasserkühlung (23,28) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
DE2950865A 1979-12-18 1979-12-18 Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen CO und H&darr;2&darr; enthaltenden Gases Expired DE2950865C2 (de)

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3111168A1 (de) * 1981-03-21 1982-10-21 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines im wesentlichen h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co enthaltenden gases
DE3220624A1 (de) * 1982-05-03 1983-11-10 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Vorrichtung zur kontinuierlichen granulierung von schlacken mittels kuehlfluessigkeit
SE431559B (sv) * 1982-07-01 1984-02-13 Ips Interproject Service Ab Anordning for kolforgasning
MX164808B (es) * 1983-06-20 1992-09-25 Hylsa Sa Metodo mejorado continuo para extraer escoria de un sistema de reaccion presurizado
FR2560206B1 (fr) * 1984-02-23 1988-05-06 Usinor Reacteur de gazeification de charbon du type a bain de metal liquide
US6685754B2 (en) 2001-03-06 2004-02-03 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen-containing gaseous mixtures
US7875090B2 (en) * 2007-04-24 2011-01-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Method and apparatus to protect synthesis gas via flash pyrolysis and gasification in a molten liquid

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690808A (en) * 1970-08-28 1972-09-12 Univ Ohio Method and apparatus for sulfur dioxide emission control in combustion systems
JPS5244564B2 (de) * 1974-05-15 1977-11-09
HU176773B (en) * 1975-05-09 1981-05-28 Maximilianshuette Eisenwerk Process and equipment for the continuous gasification of solid and/or liquid media containing coal and/or hydrocarbons in reactors with iron baths
DE2520584C3 (de) * 1975-05-09 1980-03-06 Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshuette Mbh, 8458 Sulzbach-Rosenberg Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen schwefelhaltiger Kohle in einem Eisenbadreaktor
DE2834173C2 (de) * 1978-08-04 1986-02-13 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von schmelzflüssigen schwefelhaltigen Schlacken
JPS5589395A (en) * 1978-12-26 1980-07-05 Sumitomo Metal Ind Ltd Gasification of solid carbonaceous material and its device

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