DE3024469A1 - METHOD AND DEVICE FOR PARTIAL OXIDATION OF CARBONATED SOLIDS - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR PARTIAL OXIDATION OF CARBONATED SOLIDS

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DE3024469A1 DE19803024469 DE3024469A DE3024469A1 DE 3024469 A1 DE3024469 A1 DE 3024469A1 DE 19803024469 DE19803024469 DE 19803024469 DE 3024469 A DE3024469 A DE 3024469A DE 3024469 A1 DE3024469 A1 DE 3024469A1
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Michael Markel Dach
Henry Blandin Jones
Harold Carl Kaufman
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Description

DR. GERHARD SCHUPFNER ~ /ΙΟ ' Karlstr. ^J Q 2 4 4 6 S Patentanwalt 2110 Buchholz i.d.N.DR. GERHARD SCHUPFNER ~ / ΙΟ 'Karlstr. ^ J Q 2 4 4 6 S. Patent attorney 2110 Buchholz i.d.N.

26. Juni 1980June 26, 1980

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION 2000 Westchester Aven.ue
White Plains, N.Y. 10650
U. S. A.
TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION 2000 Westchester Aven.ue
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United States

VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR PARTIALOXIDATION VON KOHLENSTOFFHALTIGEN FESTBRENNSTOFFENPROCESS AND EQUIPMENT FOR PARTIAL OXIDATION OF SOLID CARBON FUELS

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ORK3INAL INSPECTEDORK3INAL INSPECTED

Verfahren und Einrichtung zur Partialoxidation von kohlenstoffhaltigen FestbrennstoffenProcess and device for the partial oxidation of carbonaceous solid fuels

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung reiner Gasgemische aus H_ und CO, insbesondere ein Verfahren und eine- Einrichtung zum Kühlen und Reinigen des heißen Rohgasstroms, der durch Partialoxidation von kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen erzeugt wird und hauptsächlich H?, CO, C0?, HpO umfaßt sowie mitgeführte Schlacke und Feststoffe enthält.The invention relates to the generation of pure gas mixtures from H_ and CO, in particular a method and a device for cooling and cleaning the hot raw gas stream, which is generated by partial oxidation of carbonaceous solid fuels and mainly H ? , CO, C0 ? , HpO and contains entrained slag and solids.

Bei der Partialoxidation kohlenstoffhaltiger Flüssig- und Festbrennstoffe mit Dampf und freiem Sauerstoff zur Gewinnung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff umfassenden Gasgemischen treten die Gase aus dem Gaserzeuger mit einer Temperatur von ca. 927-164-9 C aus. 3e nach Beschickung und Betriebsbedingungen sind in dem den Gaserzeuger verlassenden Gasstrom unterschiedliche Mengen geschmolzener Schlacke und Feststoffe wie Ruß und Asche enthalten. Häufig ist es erwünscht, die Konzentration dieser mitgeführten Stoffe zu vermindern. Durch die Abscheidung von Feststoffen aus dem Gasstrom kann z. B. die Standzeit nachgeschalteter Einheiten, die vom Gasstrom kontaktiert werden, z. B. von Gaskühlern und Turbinen, verlängert wer-In the partial oxidation of carbonaceous liquids and Solid fuels with steam and free oxygen for extraction of gas mixtures comprising carbon monoxide and hydrogen, the gases leave the gas generator with a Temperature of approx. 927-164-9 C. 3e after charging and operating conditions are in the one leaving the gas generator Gas stream contain varying amounts of molten slag and solids such as soot and ash. Frequently it is desirable to reduce the concentration of these entrained substances. By separating solids from the gas stream can, for. B. the service life of downstream units contacted by the gas flow be e.g. B. of gas coolers and turbines.

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den. Die Feststoffabscheidung aus dem Synthesegas verhindert ferner ein Verstopfen von Katalysatorbetten, und ferner kann umweltverträgliches Gas erzeugt werden.the. The solids separation from the synthesis gas is prevented furthermore, clogging of catalyst beds, and furthermore, environmentally friendly gas can be generated.

Nach der US-PS 2 871 114· werden das bei der Kohlevergasung anfallende Produktgas und die Schlacke in einen unmittelbar unter dem Gaserzeuger angeordneten Schlackenabscheider geführt. Diesem wird Wasser zur Aufnahme und Verfestigung der aus dem Gasstrom herausfallenden Schlacke zugeführt. Der Gasstrom tritt aus dem Schlackenabscheider aus und strömt in einen Abschreck-Speicherbehälter, in dem das Gas in engen Kontakt mit Wasser gebracht und auf eine Temperatur vom ca. 14-9-316 °C abgekühlt wird. Der aus dem Abschreckbehälter austretende Gasstrom ist mit H_0 gesättigt. Ferner wird dadurch die gesamte Eigenwärme des Gasstroms in das Abschreckwasser auf relativ niedrigem Temperaturpegel abgegeben. Wenn der einen kohlebefeuerten Gaserzeuger mit einer Temperatur von mehr als ca. 927 0C verlassende Rohgasstrom direkt in einen Gaskühler eingeleitet wird, setzt sich die im Gasstrom mitgeführte Schlacke an den Innenflächen des Gaskühlers ab und verschmutzt die Wärmeaustauschflächen. In der US-PS A 054· 4-24-ist für die Abscheidung der Schlacke aus dem System kein Mittel angegeben.According to US Pat. No. 2,871,114, the product gas resulting from coal gasification and the slag are fed into a slag separator arranged directly below the gas generator. Water is supplied to this to absorb and solidify the slag falling out of the gas stream. The gas flow exits the slag separator and flows into a quenching storage tank, in which the gas is brought into close contact with water and cooled to a temperature of approx. 14-9-316 ° C. The gas flow emerging from the quenching vessel is saturated with H_0. Furthermore, the entire inherent heat of the gas flow is given off into the quenching water at a relatively low temperature level. If a coal-fired gas generator is introduced at a temperature of more than about 927 0 C leaving crude gas directly into a gas cooler, the entrained in the gas flow slag is on the inner surfaces of the gas cooler, and dirty the heat exchange surfaces. In US-PS A 054 · 4-24 no means is given for the separation of the slag from the system.

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Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei der vorliegenden Erfindung das Rohsynthesegas ohne Abschreckung in Wasser gereinigt und ist daher nicht gesättigt. Auch wird es auf eine Temperatur von ca. 649-982 0C abgekühlt, die unter der Formänderungs-Anfangstemperatur der Schlacke liegt. Die im Gasstrom enthaltene Wärmeenergie ist auf hohem Temperaturpegel rückgewinnbar. Ferner werden die verfestigten Schlacketeilchen aus dem System abgezogen. Dadurch wird eine Verschmutzung von Einheiten, die zur Gewinnung der Energie aus dem heißen Gasstrom nachgeschaltet sind, verhindert.In contrast to the prior art, in the present invention the raw synthesis gas is purified in water without quenching and is therefore not saturated. It is cooled to a temperature of about 649 to 982 0 C also, which is below the Deformation initial temperature of the slag. The thermal energy contained in the gas flow can be recovered at a high temperature level. Furthermore, the solidified slag particles are withdrawn from the system. This prevents the units that are connected downstream in order to obtain the energy from the hot gas flow from being soiled.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines heißen Rohgasstroms, der hauptsächlich aus H_, CO, CO- und H_0 besteht und mitgeführte Feststoffe und Schlacke enthält, durch Partialoxidation eines kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffs wie Kohle sowie Kühlung und Reinigung des Rohgasstroms zum Abscheiden der mitgeführten Feststpffe und Schlacke.The invention relates to a method for generating a hot raw gas stream, which mainly consists of H_, CO, CO- and H_0 and entrained solids and slag contains, by partial oxidation of a carbonaceous solid fuel such as coal as well as cooling and cleaning of the Raw gas flow for separating the entrained solids and slag.

Das Verfahren nach der Erfindung zur Partialoxidation von Asche enthaltenden kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen zur Gewinnung eines gereinigten Stroms von Synthesegas, Heizgas oder reduzierendem Gas ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Umsetzen von Teilchen des FestbrennstoffsThe method according to the invention for the partial oxidation of ash-containing solid carbonaceous fuels to obtain a purified stream of synthesis gas, heating gas or reducing gas is characterized by the following steps: Reacting particles of the solid fuel

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mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas mit oder ohne Temperaturmoderator in einem warmfest ausgekleideten Fallstrom-Gaserzeuger bei einer Temperatur von ca. 927-1704- C und einem Druck von ca. 10-200 bar zur Gewinnung eines Rohgasstroms aus H2, CO, C0_ und wenigstens einem der Stoffe H2O, H2S, COS, CH^, NH3, N£ oder A, der geschmolzene Schlacke und/oder Feststoffteilchen enthält; Führen des Rohgasstroms durch eine wärmeisolierte Übertragungsleitung und einen ersten Gaseinlaß in die untere Kammer einer Gas-Feststoff-Abscheidezone, die umfaßt: einen geschlossenen vertikalen zylindrischen wärmeisolierten Druckbehälter mit der unteren Kammer, die mit der vertikalen Mittenachse des Druckbehälters koaxial ist, und mit einer koaxialen oberen Kammer in Strömungsverbindung mit der unteren Kammer, wobei die untere und die obere Kammer über einen koaxialen Drosselring-Durchgang miteinander verbunden sind, in der ein Teil der Schlacke und/oder der Feststoffteilchen durch Schwerkraft abgeschieden wird und zum Unterende der unteren Kammer fällt; Führen des Gasgemischs aus der unteren Kammer aufwärts durch den Drosselring-Durchgang in die obere Kammer im Gegenstrom mit Schlacketröpfchen und ggf. weiter in eine in der oberen Kammer positionierte Gas-Feststoff-Abscheideeinheit; Abscheiden von Schlacke und/oder Feststoffteilchen aus dem Gasgemisch in der oberen Kammer und Abziehen derselben aus dem Behälter durch einen Auslaß im Boden der unteren Kammer; undwith a free oxygen-containing gas with or without a temperature moderator in a heat-resistant lined downdraft gas generator at a temperature of approx. 927-1704- C and a pressure of approx. 10-200 bar to obtain a raw gas stream from H 2 , CO, C0_ and at least one of the substances H 2 O, H 2 S, COS, CH ^, NH 3 , N £ or A, which contains molten slag and / or solid particles; Passing the raw gas stream through a thermally insulated transfer line and a first gas inlet into the lower chamber of a gas-solids separation zone which comprises: a closed vertical cylindrical thermally insulated pressure vessel with the lower chamber which is coaxial with the vertical center axis of the pressure vessel and with a coaxial one upper chamber in fluid communication with the lower chamber, the lower and upper chambers being interconnected by a coaxial throttle ring passage in which a portion of the slag and / or particulate matter is separated by gravity and falls to the lower end of the lower chamber; Feeding the gas mixture from the lower chamber upwards through the throttle ring passage into the upper chamber in countercurrent with slag droplets and possibly further into a gas-solids separation unit positioned in the upper chamber; Separating slag and / or solid particles from the gas mixture in the upper chamber and withdrawing them from the container through an outlet in the bottom of the lower chamber; and

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Entnehmen von gereinigtem Gas aus der oberen Kammer und Abführen des Gases durch einen Auslaß am Oberende des vertikalen Druckbehälters.Withdrawing purified gas from the upper chamber and discharging the gas through an outlet at the top of the vertical pressure vessel.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine neue Gas-Gas-Abschreckkühlungs- und -Feststoff-Abscheideeinrichtung, die bei dem Verfahren nach der Erfindung einsetzbar ist. Die Einrichtung umfaßt einen geschlossenen zylindrischen isolierten vertikalen Druckbehälter mit einer unteren Abschreckkammer, die mit einer oberen Feststoffabscheidekammer in Strömungsverbindung steht. Der heiße Rohgasstrom ist in die untere Kammer einleitbar, in der die Gastemperatur auf ca. 64-9-982 0C und unter die Formänderungs-Anfangstemperatur der Schlacke vermindert wird, und zwar durch direkten Wärmeaustausch mit einem auftreffenden, entgegengesetzt gerichteten koaxialen Strom gekühlten, gereinigten und verdichteten Kreislauf-Abschreckgases. Feststoffteilchen werden aus dem Rohgasstrom ausgeschieden und durch einen Auslaß am Boden der unteren Kammer ausgetragen. Ein Drosselring-Durchgang trennt die untere Kammer von der oberen Kammer. Der die untere Kammer verlassende durchwirbelte Strom gekühlten Gases strömt aufwärts durch den Drosselring-Durchgang im Gegenstrom mit festen Schlacke· tröpfchen, die von oben durch Schwerkraft abgeschieden werden. Fakultativ ist in der unteren Kammer eine Feststoffabscheideeinheit, die ein Ein- oder Mehrstufenzyklon, ein Aufprall-Abscheider, ein Filter oder eine Kombination die-The invention also relates to a new gas-gas quench cooling and solids separation device which can be used in the method according to the invention. The apparatus comprises a closed cylindrical insulated vertical pressure vessel having a lower quench chamber in fluid communication with an upper solids separation chamber. The hot raw gas flow can be introduced into the lower chamber, in which the gas temperature is reduced to approx. 64-9-982 0 C and below the initial deformation temperature of the slag, through direct heat exchange with an incident, oppositely directed coaxial flow cooled, purified and compressed circulating quenching gas. Solid particles are separated from the raw gas stream and discharged through an outlet at the bottom of the lower chamber. A throttle ring passage separates the lower chamber from the upper chamber. The swirled stream of cooled gas leaving the lower chamber flows upwards through the throttle ring passage in countercurrent with solid slag droplets which are separated from above by gravity. Optionally, in the lower chamber there is a solids separation unit, which can be a single or multi-stage cyclone, an impact separator, a filter or a combination of the

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ser Vorrichtungen ist, angeordnet zum Abscheiden von Restkohlenstoff enthaltenden Feinstteilchen und festen Schlacketröpfchen, die im gekühlten Gasstrom verblieben sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in der oberen Kammer eine Feststoffabscheideeinheit, die ein Ein- oder Mehrstufenzyklon oder eine Kombination beider ist, angeordnet. Ein gekühlter und gereinigter Gasstrom wird aus der oberen Kammer abgeführt und einer weiteren Kühlung und erforderlichenfalls einer zusätzlichen Reinigung unterworfen. Ein Teil dieses Gasstroms wird dann verdichtet und als der gekühlte und gereinigte Kreislauf-Abschreckgasstrom in die untere Kammer rückgeführ.t.these devices are arranged for the separation of fine particles and containing residual carbon solid slag droplets that have remained in the cooled gas stream. In a preferred embodiment is a solids separation unit in the upper chamber, which is a single or multi-stage cyclone or a Combination of both is arranged. A cooled and purified gas stream is discharged from the upper chamber and subjected to further cooling and, if necessary, additional cleaning. A Part of this gas stream is then compressed and used as the cooled and purified recycle quench gas stream returned to the lower chamber.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Gas-Gas-Fig. 1 is a vertical section through the gas-gas

abschreckkühlungs- und -Feststoff-Abscheideeinrichtung nach der Erfindung;Quench cooler and solids separator according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Anlage, in der die Einrichtung nach Fig. 1 zur Durchführung eines Verfahrens nach der Erfindung verwendet wird; undFig. 2 is a schematic view of a plant in which the device according to FIG. 1 is used to carry out a method according to the invention will; and

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Anlage, in der die Einrichtung nach Fig. 1 zur Durchführung eines zweiten Verfahrens nach der Erfindung verwendet wird.3 shows a schematic view of a second installation in which the device according to FIG a second method according to the invention is used.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Dauerverfahren bzw. einen Kreisprozeß mit zugehöriger Einrichtung zum Kühlen und Reinigen eines heißen Rohgasstroms, der hauptsächlich H-, CO, CO- und H-O umfaßt und mitgeführte Feststoffe und geschmolzene Schlacke enthält. Die Einrichtung eignet sich besonders zum Kühlen und Reinigen des heißen Rohgasstroms, der durch die Partialoxidation eines kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffs erzeugt wird,The present invention relates to an improved continuous process or cycle with associated Device for cooling and cleaning a hot raw gas stream, which mainly comprises H-, CO, CO- and H-O and Contains entrained solids and molten slag. The device is particularly suitable for cooling and cleaning the hot raw gas flow generated by the partial oxidation of a carbonaceous solid fuel,

Die Energiegewinnung aus dem aus dem Partialoxidations-Gaserzeuger austretenden heißen Rohgasstrom erhöht den Wärme-The generation of energy from the partial oxidation gas generator exiting hot raw gas flow increases the heat

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ORK3SNAL INSPECTED ·ORK3SNAL INSPECTED

wirkungsgrad des Vergasungsprozesses. So kann als Nebenprodukt anfallender Wasserdampf zum Einsatz im Verfahren oder zum Export durch Wärmeaustausch zwischen dem heißen Gasstrom und Wasser in einem Gaskühler erzeugt werden. Die Energierückgewinnung wird aber dadurch erschwert, daß in den Gaserzeuger-Abgasen Tröpfchen von geschmolzener Schlacke vorhanden sind, die aus der Verschmelzung des Aschegehalts der dem Gaserzeuger zugeführten Kohle resultiert. Die vorliegende Erfindung schafft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Verfestigen der geschmolzenen Schlacketröpfchen und Abscheiden der resultierenden Feststoffteilchen aus den Gasen, wodurch die Energierückgewinnung vereinfacht wird. Üblicherweise bei der Ausbildung von Schlacke auftretende Probleme werden bei der Erfindung dadurch vermieden, daß die Schlacketeilchen vor ihrem Auftreffen auf feste Oberflächen verfestigt werden. Außerdem sind am Anfangspunkt der Schlackenabkühlung keine festen Oberflächen vorgesehen.efficiency of the gasification process. Thus, water vapor occurring as a by-product can be used in the process or for export by heat exchange between the hot gas stream and water in a gas cooler. The energy recovery is made more difficult, however, that in the gas generator exhaust gases droplets of molten Slag are present resulting from the amalgamation of the ash content of the coal supplied to the gas generator. The present invention provides an apparatus and method for solidifying the molten slag droplets and separating the resulting particulate matter from the gases, thereby facilitating energy recovery will. Problems that usually occur in the formation of slag are thereby eliminated with the invention avoided that the slag particles are solidified before they strike solid surfaces. aside from that no solid surfaces are provided at the starting point of slag cooling.

de nach der Menge nichtumgewandelter Feststoffe und Asche in dem aus dem Gaserzeuger austretenden Rohgasstrom können das Verfahren und die Einrichtung entweder für sich Anwendung finden oder auf eine Vorabscheidung von Feststoffen und flüssiger Schlacke aus den Gasen folgen. Zwar, ist die Einrichtung nach der Erfindung für die Verarbeitung des aus praktisch jedem Gaserzeugertyp austretenden heißen Roh-de according to the amount of unconverted solids and ash In the raw gas stream emerging from the gas generator, the process and the device can either be used individually or follow a pre-separation of solids and liquid slag from the gases. True, it is Device according to the invention for processing the hot raw material emerging from practically every type of gas generator

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gasstroms einsetzbar, sie eignet sich aber besonders zum Einsatz nach einem Partialoxidations-Gaserzeuger. Ein Beispiel für einen solchen Gaserzeuger ist in der US-PS 2 829 957 angegeben. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die neue Gas-Gasabschreckkühlungs- und -Feststoffabscheide-Einrichtung einem Gaskühler in einem System vorgeschaltet sein, das einen Gaserzeuger zum Erzeugen von Synthesegas sowie einen Gaskühler aufweist. Z. B. können ein Partialoxidations-Gaserzeuger und ein Abhitzekessel durch eine Druckkammer mit oder ohne abtrennbaren Auffangbehälter miteinander verbunden sein (vgl. z. B. die US-PS 3 565 588). In diesem Fall kann die vorliegende Einrichtung in die Leitung unmittelbar vor einem Gaskühler oder Abhitzekessel, in dem Kesselspeisewasser in Dampf umgewandelt wird, eingeschaltet sein. Durch die Erfindung werden Verbrennungsrückstände im Gasstrom abgeschieden, ein Verschmutzen der Kesselrohre wird verhindert, und die Standzeit von Konvektions-Wärmetauschern wird verlängert.gas stream, but it is particularly suitable for use after a partial oxidation gas generator. A An example of such a gas generator is given in US Pat. No. 2,829,957. According to one embodiment According to the invention, the new gas-gas quench cooling and solids separation device can be combined with a gas cooler Be connected upstream system that has a gas generator for generating synthesis gas and a gas cooler. For example, a partial oxidation gas generator and a waste heat boiler can be separated by a pressure chamber with or without Collection containers must be connected to each other (see e.g. U.S. Patent 3,565,588). In this case, the present device can be placed in the line immediately in front of a gas cooler or waste heat boiler, in which boiler feed water is converted into steam, must be switched on. Through the invention combustion residues are deposited in the gas flow, contamination of the boiler tubes is prevented, and the The service life of convection heat exchangers is extended.

Die Einrichtung umfaßt einen geschlossenen zylindrischen vertikalen Druckbehälter, dessen Innenwandungen wärmeisoliert sind. Z. B. kann das Behälter innere mit hochtemperaturfestem Feuerfestmaterial ausgekleidet sein. Im Behälter sind zwei zylindrische vertikale feuerfest ausgekleidete Kammern vorgesehen, die mit der Mittenachse des Behälters koaxial sind und miteinander in Verbindung stehen. Dies sind eine untere Abschreckkammer und eine obere Feststoffabscheidekammer.The device comprises a closed cylindrical vertical pressure vessel, the inner walls of which are thermally insulated are. For example, the interior of the container can be lined with high temperature resistant refractory material. There are two in the container cylindrical vertical refractory lined chambers are provided which are coaxial with the central axis of the container and communicate with each other. These are a lower quenching chamber and an upper solids separation chamber.

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Ein koaxialer Drosselring-Kanal verbindet die beiden Kammern. Die Längsachse wenigstens eines Paars von gegenüberliegenden, innen isolierten Einlaßdüsen durchsetzt die Wandungen der unteren Kammer. Die Einlaßdüsen sind voneinander um 180 beabstandet und an gegenüberliegenden Seiten der unteren Kammer angeordnet. Der heiße Rohgasstrom wird durch eine Einlaßdüse geleitet, und ein vergleichsweise kühlerer und reinerer Umwälz-Abschreckgasstrom wird durch die entgegengesetzte Einlaßdüse geleitet. Die beiden Gasströme treffen in der unteren Kammer aufeinander, und durch das direkte Aufeinandertreffen wird ein turbulentes Gasgemisch erzeugt. Die starke Durchwirbelung resultiert in einem schnellen Vermischen der entgegengesetzten Gasströme und in direktem Wärmeaustausch.A coaxial throttle ring channel connects the two chambers. The longitudinal axis of at least one pair of opposite, internally insulated inlet nozzle penetrates the walls of the lower chamber. The inlet nozzles are spaced 180 degrees apart and located on opposite sides of the lower chamber. The hot raw gas stream is passed through an inlet nozzle and a comparatively cooler and cleaner recirculating quench gas stream is passed through the opposite inlet nozzle. The two gas flows meet in the lower chamber, and the direct meeting creates a turbulent gas mixture. The strong vortex results in rapid mixing of the opposing gas flows and direct heat exchange.

Die nachfolgende Erläuterung bezieht sich zwar auf die Normalkonstruktion mit einem einzigen Paar Einlaßdüsen, es können aber auch mehrere Paare, z. B. 2-10, gleichartige Einlaßdüsen verwendet werden. Die Düsenpaare können gleichbeabstandet um den Behälter angeordnet sein. Die Längsachse der Einlaßdüsen kann unter einem Neigungswinkel verlaufen, so daß der Rohgasstrom nach oben gerichtet wird (vgl. die Zeichnung), oder horizontal eintreten. Alternativ kann die Längsachse geneigt verlaufen, so daß der Rohgasstrom abwärts gerichtet wird, wenn dies der Gesamtkonfiguration des Gaserzeugers und der Abschreck-Abscheide-Einrichtung besser entspricht. Somit liegt die Jedem PaarThe following explanation refers to the normal construction with a single pair of inlet nozzles, but there can also be several pairs, e.g. B. 2-10, similar inlet nozzles can be used. The nozzle pairs can be equally spaced around the container. The longitudinal axis of the inlet nozzles can be at an angle of inclination run so that the raw gas flow is directed upwards (see. The drawing), or enter horizontally. Alternatively the longitudinal axis can be inclined so that the raw gas flow is directed downwards if this is the overall configuration of the gas generator and the quenching separator corresponds better. So it suits every couple

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Einlaßdüsen gemeinsame Längsachse in derselben Ebene wie die vertikale Mittenachse des Behälters und kann unter irgendeinem Winkel im Bereich von ca. 30-150 zur vertikalen Mittenachse des Behälters, gemessen im Uhrzeigersinn von dieser Mittenachse, verlaufen. Zweckmäßigerweise liegt dieser Winkel im Bereich von ca. 40-135 , z. B. bei ca. 45 (vgl. die Zeichnung). Der tatsächlich vorgesehene Winkel ist eine Funktion von Faktoren wie der Temperatur und Geschwindigkeit der Gasströme sowie der Zusammensetzung, der Konzentration und der Eigenschaften der abzuscheidenden mitgeführten Stoffe. Wenn z. B. der Rohgasstrom flüssige Schlacke hoher Fluidität enthält, kann die Längsachse der Rohgas-Einlaßdüse unter einem Winkel von ca. 45 , gemessen im Uhrzeigersinn von der vertikalen Mittenachse des Behälters, aufwärts gerichtet sein. Ein großer Teil der Schlacke länft dann in der Übertragungsleitung abwärts und wird in einem Schlackenbehälter, der der hier erörterten Einrichtung vorgeschaltet ist, aufgefangen. Wenn andererseits die flüssige Schlacke zähflüssig ist, kann der Schlackenfluß dadurch unterstützt werden, daß die Rohgas-Einlaßdüse unter einem Winkel von ca. 135 , gemessen im Uhrzeigersinn von der vertikalen Mittenachse des Behälters, nach unten gerichtet wird. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des heißen Rohgasstroms durch die Einlaßdüse und die Schwerkraft würden in diesem Fall dazu beitragen, die zähflüssige Schlacke in die untere Kammer zu verbringen, in der sie er-Inlet nozzles common longitudinal axis in the same plane as the vertical center axis of the container and can be below any angle in the range of about 30-150 to the vertical center axis of the container, measured clockwise from this central axis. Appropriately, this angle is in the range of about 40-135, z. B. at approx. 45 (see the drawing). The actual intended angle is a function of factors such as the temperature and speed of the gas flows as well as the composition, the concentration and properties of the to be deposited substances carried. If z. B. the raw gas flow is liquid Contains slag of high fluidity, the longitudinal axis of the raw gas inlet nozzle can be measured at an angle of approximately 45 ° clockwise from the vertical central axis of the container, upwards. Much of the Slag then runs down the transmission line and is collected in a slag container, which is connected upstream of the device discussed here. If on the other hand the liquid slag is viscous, the slag flow can be supported by opening the raw gas inlet nozzle at an angle of approx. 135, measured clockwise from the vertical center axis of the container, directed downwards. The high flow rate of the hot raw gas stream through the inlet nozzle and the force of gravity would in this case help to bring the viscous slag into the lower chamber, in which it is

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starrt und aus dem Gasstrom durch Schwerkraft abgeschieden wird.stares and is separated from the gas stream by gravity.

Der heiße Rohgasstrom tritt durch eine Einlaßdüse mit einer Temperatur von ca. 927-1704 0C, etwa 1092-1649 0C, insbesondere ca. 1260-1538 0C, z. B. 1371 0C, ein. Der Druck liegt im Bereich von ca. 10-200 bar, etwa 25-85 bar und typischerweise ca. 40 bar. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt ca. 3-30 m/s, z. B. ca. 6-15 m/s, typischerweise ca. 9 m/s. Die Feststoffkonzentration in dem eintretenden heißen Rohgasstrom liegt etwa im Bereich von ca. 0,1-4,0 g/0,028 m3, z. B. ca. 0,25-2,0 g/0,028 m3. Die Teilchengröße kann im Bereich von ca. 40-1000 um liegen oder ungefähr gleich dem Grobstaub nach Stairmand (vgl. Filtration and Separation, Bd. 7, Nr. 1, S. 53, 1970 Uplands Press Ltd., Croydon, England) sein.The hot raw gas stream passes through an inlet nozzle with a temperature of about 927-1704 0 C, about 1092 to 1649 0 C, in particular approximately 1260 to 1538 0 C, z. B. 1371 0 C. The pressure is in the range of about 10-200 bar, about 25-85 bar and typically about 40 bar. The flow velocity is approx. 3-30 m / s, e.g. B. approx. 6-15 m / s, typically approx. 9 m / s. The solids concentration in the incoming hot raw gas stream is approximately in the range of approx. 0.1-4.0 g / 0.028 m 3 , e.g. B. approx. 0.25-2.0 g / 0.028 m 3 . The particle size can be in the range of approx. 40-1000 μm or approximately equal to the coarse dust according to Stairmand (cf. Filtration and Separation, Vol. 7, No. 1, p. 53, 1970 Uplands Press Ltd., Croydon, England) .

Der gekühlte gereinigte Abschreckgas-Umwälzstrom, der durch die entgegengesetzte Einlaßdüse eintritt, wird aus wenigstens einem Teil, d. h. ca. 20-80 MoI-%, z. B. ca. 30-65 Mol-% und typischerweise ca. 60 Mol-%, des Kopfproduktstroms aus der Einrichtung mit oder ohne weitere Reinigung und/oder Kühlung erhalten. Die Temperatur des Abschreckgases liegt im Bereich von ca. 93,3-427 0C, z. B. ca. 149-316 °C und typischerweise ca. 177 °C. Der Massendurchsatz und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des heißen Rohgasstroms und des gekühlten, gereinigten Abschreckgas-The cooled, purified quench gas recirculation stream entering through the opposite inlet nozzle is made up of at least a portion, ie about 20-80 mol%, e.g. B. about 30-65 mol%, and typically about 60 mol%, of the overhead product stream from the device with or without further purification and / or cooling. The temperature of the quenching is in the range of approximately 93.3 to 427 0 C, for. B. about 149-316 ° C and typically about 177 ° C. The mass throughput and / or the flow rate of the hot raw gas stream and the cooled, purified quenching gas

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Umwälzstroms sind so eingestellt, daß die kinetische Energie der beiden entgegengesetzt gerichteten Einlaß-Gasströme etwa gleich ist.Circulating flow are adjusted so that the kinetic energy of the two oppositely directed inlet gas flows is about the same.

In der nachfolgenden Tabelle I sind in den Spalten 3 und 4 die Temperatur und Zusammensetzung typischer Gasgemische angegeben, die erzeugt werden, wenn ein Strom von Rohsynthesegas und ein Strom von gekühltem, gereinigtem Abschreck-Umwälzgas mit den in den Spalten 1 und 2 angegebenen Temperaturen in der unteren Abschreckkammer aufeinandertreffen.In the following table I are in columns 3 and 4 indicates the temperature and composition of typical gas mixtures that are generated when a stream of raw synthesis gas and a stream of cooled, purified quench circulating gas having those indicated in columns 1 and 2 Temperatures meet in the lower quenching chamber.

Tabelle ITable I.

aus unterer Abschreckkammer austretendes Gasgemisch Gas mixture escaping from the lower quenching chamber

Synthesesynthesis Umwälz-Ab-Circulation Temperaturtemperature Abschreck-UmwälzgasQuenching circulating gas rohgasraw gas schreckgasshock gas °C° C anteil im Gemischproportion in the mixture 0C 0 C 0C 0 C 649649 Hol-«Get- " 17041704 427427 704704 8585 927927 149149 816816 3030th 1538 .1538. 316316 927927 6262 13711371 204204 871871 4141 14541454 260260 982982 5252 14541454 260260 760760 4343 14541454 260260 6161

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Die Enden jedes Paars von gegenüberliegenden Einlaßdüsen erstrecken sich bevorzugt nicht wesentlich in die Kammer. Vorzugsweise enden die gegenüberliegenden Einlaßdüsen in zu ihren Mittenlinien senkrechten Ebenen. Dadurch wird eine Abweichung dieser Ströme in bezug auf Konzentrizität kleingehalten. Die aus den gegenüberliegenden Düsen austretenden Gasstrahlen strömen ca. 1,5-3 m, z. B. ca. 2,4- m, bevor sie direkt aufeinandertreffen. Die in der unteren Kammer resultierende hohe Durchwirbelung begünstigt das rasche Durchmischen der Gasströme. Dadurch wird die Gas-Teilchen-Wärmeübertragung beschleunigt. Durch Wirbelvermischen des gekühlten und des kühlenden Gasstroms erfolgt somit eine Verfestigung der Außenschicht der Schlacketeilchen, bevor die Schlacke auf feste Oberflächen auftreffen kann. Es wird ein Gasgemisch erzeugt, dessen Temperatur unter der Formänderungs-Ausgangstemperatur der mit dem Rohgasstrom eintretenden Schlacke liegt, d. h. bei ca. 64-9-982 0C, typischerweise bei ca. 760 °C. Die mitgeführte Schlacke wird gekühlt, und auf den Schlacketeilchen wird eine erstarrte Hülle gebildet, die ein Anhaften der Teilchen an den Innenwandungen der Einrichtung oder an irgendeinem massiven Bauteil darin verhindert. Bei einem Ausführungsbeispiel wird zwischen 1 und 50 Vol.-% des Abschreckgas-Umwälzstroms in die Abschreck-Abscheide-Einrichtung durch eine Mehrzahl von tangentialen Düsen eingeleitet, die am Oberende der unteren Kammer und/oder am Unterende der oberen Kammer positioniert sind. Dadurch wird den aufwärtsThe ends of each pair of opposing inlet nozzles preferably do not extend substantially into the chamber. The opposite inlet nozzles preferably end in planes perpendicular to their center lines. As a result, a deviation of these currents with respect to concentricity is kept small. The gas jets emerging from the opposite nozzles flow approx. B. approx. 2.4 m before they meet directly. The high turbulence resulting in the lower chamber favors the rapid mixing of the gas flows. This accelerates the gas-particle heat transfer. By vortex mixing of the cooled and the cooling gas stream, the outer layer of the slag particles solidifies before the slag can strike solid surfaces. There is produced a gas mixture whose temperature is below the Deformation output temperature of the incoming raw gas stream with the slag, that is, at approximately 64-9-982 0 C, typically at about 760 ° C. The entrained slag is cooled and a solidified shell is formed on the slag particles which prevents the particles from adhering to the interior walls of the device or to any solid component therein. In one embodiment, between 1 and 50 volume percent of the quench gas recirculation stream is introduced into the quench separator through a plurality of tangential nozzles positioned at the top of the lower chamber and / or the lower end of the upper chamber. This will make the upward

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strömenden Gasen eine Wirbelbewegung erteilt. Zusätzlich ergibt sich dadurch ein Schutzgürtel kühleren Gases längs der Innenwandung des Drosselrings und darüber.given a vortex motion to flowing gases. In addition, this results in a protective belt of cooler gas along the length the inner wall of the throttle ring and above.

Feststoffe, d. h. nichtumgesetzte Kohle, Kohlenstoffteilchen, kohlenstoffhaltige Feststoffteilchen, Schlacketeilchen, Asche und Teilchen von Feuerfestmaterial, lösen sich aus dem Rohgasstrom und fallen zum Unterende der unteren Kammer, wo sie durch einen Auslaß im Boden des Druckbehälters entfernt werden. Mit dem unteren Auslaß ist ein Schleusentrichtersystem zur Unterhaltung des Drucks im Behälter verbunden. Bevorzugt weist das Unterende des Druckbehälters einen tiefen Punkt auf, der mit dem unteren Auslaß verbunden ist. Z. B. kann das Unterende des Druckbehälters ein Kegelstumpf oder kugelig oder elliptisch geformt sein.Solids, d. H. unreacted coal, carbon particles, carbonaceous solid particles, slag particles, Ashes and particles of refractory material detach themselves from the raw gas stream and fall to the lower end of the lower one Chamber where they pass through an outlet in the bottom of the pressure vessel removed. With the lower outlet is a sluice funnel system connected to maintain the pressure in the container. The lower end of the pressure vessel preferably has has a low point connected to the lower outlet. For example, the lower end of the pressure vessel can be a Truncated cone or spherical or elliptical shape.

Der Drosselring bildet einen Verbindungsgang bzw. -korridor zwischen der unteren und der oberen Kammer. Er dient zum Abschwächen der Turbulenz des Gasstroms aus der unteren Kammer. Dadurch wird der aufwärts gerichtete Gasstrom vergleichmäßigt. Gegenüber der Turbulenz in der unteren Kammer ist der durch die obere Kammer aufsteigende Gasstrom relativ ruhig, wodurch die Schwerkraft-Abscheidung von Feststoffteilchen gefördert wird, die durch den Drosselringdurchgang in das Unterende der unteren Kammer fallen. Bevorzugt besteht der Drosselring aus einem warmfesten Feuerfestmaterial. Sein Durchmesser ist kleiner als die Durch-The throttle ring forms a connecting passage or corridor between the lower and the upper chamber. It is used for Attenuating the turbulence of the gas flow from the lower chamber. As a result, the upward gas flow is evened out. The gas flow rising through the upper chamber is relative to the turbulence in the lower chamber quiet, reducing the gravity separation of solid particles which fall through the throttle ring passage into the lower end of the lower chamber. Preferred the throttle ring consists of a heat-resistant refractory material. Its diameter is smaller than the diameter

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messer der oberen oder der unteren Kammer. Die Durchmesser der oberen und der unteren Kammer hängen von Faktoren wie der Strömungsgeschwindigkeit des sie durchströmenden Gases und der Größe der mitgeführten Teilchen ab. Das Verhältnis des Durchmessers d der oberen Kammer zum Durchmesser d, der unteren Kammer liegt im Bereich von ca. 1,0-1,5, typischerweise bei ca. 1,0. Das Verhältnis des Durchmessers d des Drosselrings zum Durchmesser d, der unteren Kamc 1knives of the upper or lower chamber. The diameters of the upper and lower chambers depend on factors such as the flow rate of the gas flowing through them and the size of the particles carried along. The relationship the diameter d of the upper chamber to the diameter d, the lower chamber is in the range of about 1.0-1.5, typically about 1.0. The ratio of the diameter d of the throttle ring to diameter d, the lower camc 1

mer liegt irn Bereich von ca. 0,5-0,9, z. B-. ca. 0,6-0,8, typischerweise 0,75.mer is in the range of about 0.5-0.9, e.g. B-. approx. 0.6-0.8, typically 0.75.

Zwar kann die obere Kammer leer sein, so daß zusätzlicher Raum für die Schwerkraft-Abscheidung mitgeführter Feststoffe vorhanden ist, aber bevorzugt sind in der oberen Kammer wenigstens eine, etwa 2-12, z. B. zwei Gas-Feststoff-Abscheidevorrichtungen zum Abscheiden wenigstens eines Teils der im Gasstrom verbliebenen Feststoffteilchen angeordnet. Typische Gas-Feststoff-Abseheidevorrichtungen, die in der oberen Kammer vorgesehen sein können, sind ein Einstufen-Zyklonabscheider, ein Mehrstufen-Zyklonabscheider, ein Aufprallabscheider, ein Filter und Kombinationen dieser Vorrichtungen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden als Gas-Feststoff-Abscheidevorrichtungen Ein- oder Mehrstufen-Zyklonabscheider oder Kombinationen derselben eingesetzt. Die in der Praxis verwendete Anzahl Gas-Feststoff Abscheidevorrichtungen hängt von Faktoren wie den AbmessungenAlthough the upper chamber can be empty, so that additional space for the gravity separation of entrained solids is present, but preferably at least one, about 2-12, e.g. B. two gas-solid separators arranged for separating at least some of the solid particles remaining in the gas stream. Typical Gas-solid separation devices used in the upper chamber can be provided are a single-stage cyclone separator, a multi-stage cyclone separator, an impact separator, a filter, and combinations of these Devices. In a preferred embodiment as gas-solids separators, single or multi-stage cyclone separators or combinations thereof are used. The number of gas-solid separation devices used in practice depends on factors such as dimensions

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der oberen Kammer und dem Ist-Volumen des sich dem Einlaß der Gas-Feststoff-Abseheidevorrichtung im oberen Teil der oberen Kammer nähernden Gasstroms ab. An dieser Stelle ist die Feststoff konzentration im Bereich von ca. 0,05-2 g/0,028 m . Die Teilchengröße liegt im Bereich von ca. 4-0-200 um, was ungefähr dem Feinstaub nach Stairmand entspricht. Es kann jede herkömmliche kontinuierliche Gas-Feststoff-Abscheidevorrichtung eingesetzt werden, die mehr als ca. 65 Gew.-% der Feststoffteilchen aus dem Gasstrom entfernt und die den Betriebsbedingungen in der oberen Kammer standhalten kann. Der Druckabfall durch die Gas-Feststoff -Abseheidevorrichtung beträgt bevorzugt weniger als 20 Einström-Staudruckeinheiten. Die Abscheidevorrichtung sollte ferner beständig sein gegen heiße, Abrieb verursachende Gasströme mit einer Temperatur bis zu ca. 1093 0C oder bis zu ca. 1649 0C.the upper chamber and the actual volume of the gas flow approaching the inlet of the gas-solids separation device in the upper part of the upper chamber. At this point the solids concentration is in the range of approx. 0.05-2 g / 0.028 m. The particle size is in the range of approx. 4-0-200 µm, which corresponds approximately to the fine dust according to Stairmand. Any conventional continuous gas-solids separation device which removes greater than about 65% by weight of the particulate matter from the gas stream and which can withstand the operating conditions in the upper chamber can be used. The pressure drop through the gas-solid separation device is preferably less than 20 inflow dynamic pressure units. The separation device should also be resistant to hot, abrasion-causing gas flows with a temperature of up to approx. 1093 ° C. or up to approx. 1649 ° C.

Typische Gas-Feststoff-Abscheidevorrichtungen, die in der oberen Kammer einsetzbar sind, sind Einstufen-Zyklonabscheider, Gas-Feststoff-Aufprallabscheider , Filter und Kombinationen dieser Vorrichtungen.Typical gas-solids separation devices used in the can be used in the upper chamber are single-stage cyclone separators, Gas-solid impact separator, filter and Combinations of these devices.

Bevorzugte Gas-Feststoff-Abscheider sind Zyklonabscheider. Ein Zyklon ist im wesentlichen ein Absetzraum, in dem die Schwerkraft durch Fliehkraftbeschleunigung ersetzt ist. Beim Trocken-Zyklonabscheider tritt der mit Feststoff teil-Preferred gas-solids separators are cyclone separators. A cyclone is essentially a settling room in which gravity is replaced by centrifugal acceleration. In the case of the dry cyclone separator, the particulate matter partially

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chen beladene Rohgasstrom tangential an einem oder mehreren Einlassen am Oberende eines zylindrischen konischen Raums ein. Die Gasströmungsbahn verläuft in einem doppelten Wirbel, wobei der Rohgasstrom an der Außenseite spiralförmig nach unten strömt und der gereinigte Gasstrom an der Innenseite spiralförmig aufwärts zu einem mittigen oder konzentrischen Gasaustrittsrohr am Oberende strömt. Der gereinigte Gasstrom verläßt den Zyklon und strömt dann durch einen Auslaß am Oberende aus dem Behälter. Die Feststoffteilchen haben aufgrund ihrer Trägheit die Tendenz, sich im Zyklon zur Abscheiderwandung zu bewegen, von der sie durch einen mittigen Auslaß am Unterende in ein Austragsrohr geleitet werden. Kleine Teilchen bilden Haufen, die vom Zyklon leicht entfernt werden können. Das Austrags- oder Tauchrohr verläuft im Druckbehälter vom Unterende des Zyklons bis vorzugsweise unter die Längsachsen der Einlaßdüsen in der unteren Kammer und unter den Bereich starker Durchwirbelung abwärts. Im Zyklon abgeschiedene Feststoffteilchen können somit durch das Tauchrohr geleitet und durch ein Absperrventil im Unterende der unteren Kammer unterhalb des Bereichs starker Durchmischung ausgetragen werden. Das Tauchrohr kann in folgender Weise aus der Bahn der Schlacketröpfchen herausgenommen sein: Das Tauchrohr kann nahe der Wandung des Behälters verlaufen, es kann die Achse der Heißgas- und Abschreckgas-Einlaßdüsen überspannend angeordnet sein, oder Keramiktauchrohre können in die feuerfeste Wandung eingelassen sein. Auch ist es mög-Chen loaded raw gas stream tangentially at one or more Entrance at the top of a cylindrical conical space. The gas flow path is double Vortex, with the raw gas stream flowing downwards in a spiral shape on the outside and the cleaned gas stream flowing into it the inside flows spirally upwards to a central or concentric gas outlet pipe at the top. The purified gas stream exits the cyclone and then flows out of the container through an outlet at the top. The solid particles Due to their inertia, they have a tendency to move in the cyclone towards the separator wall, from the they are passed through a central outlet at the lower end into a discharge pipe. Small particles form clusters which can be easily removed from the cyclone. The discharge or immersion pipe runs in the pressure vessel from the lower end of the Cyclones to preferably below the longitudinal axes of the inlet nozzles in the lower chamber and below the area stronger Downward vortex. Solid particles separated in the cyclone can thus be passed through the dip tube and through a shut-off valve in the lower end of the lower chamber be discharged below the area of strong mixing. The dip tube can go off track in the following way the slag droplets be removed: The dip tube can run close to the wall of the container, it can the axis of the hot gas and quench gas inlet nozzles can be arranged spanning, or ceramic dip tubes can be arranged in the refractory wall should be embedded. It is also possible

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lieh, die Tauchrohre so zu verkürzen, daß sie an irgendeiner Stelle oberhalb des Oberendes der unteren Kammer enden.lent to shorten the dip tubes so that they could be attached to any End point above the top of the lower chamber.

Z. B. ist in der oberen Kammer wenigstens ein Einstufen-Zyklon so angeordnet, daß seine Einströmöffnung der horizontalen kreisförmigen Komponente eines aufsteigenden Spiralstromverlaufs zugewandt ist, der bei einem Ausführungsbeispiel vorhanden ist, bei dem ein Teil des Abschreckgases tangential in den Behälter eintritt, oder der in anderer Weise durch die Zyklon-Eintrittsströrnung erzeugt wird. Wenn mehrere Einstufen-Zyklone parallelgeschaltet sind, kann der Austrag aus dem Gasaustrittsrohr jedes Zyklons in eine gemeinsame innere Druckkammer erfolgen, die in der oberen Kammer angeordnet ist. Der gereinigte Gasstrom tritt aus der Druckkammer durch den Gasauslaß am Oberende der oberen Kammer aus. Bei einer anderen Ausführungsform ist wenigstens ein Mehrstufen-Zyklon in der oberen Kammer angeordnet. Dabei wird der aus einer ersten inneren Zyklonstufe austretende teilgereinigte Gasstrom in eine zweite Zyklonstufe, die in der oberen Kammer angeordnet ist, geleitet. Der gereinigte Gasstrom aus jeder zweiten Zyklonstufe wird in eine gemeinsame innere Druckkammer, die am Oberende der oberen Kammer angeordnet ist, ausgetragen. Von dort wird das gereinigte Gas dann durch einen Auslaß am Oberende der oberen Kammer ausgeleitet. Bei anderen Ausführungsformen sind außerhalb derFor example, at least one single-stage cyclone is arranged in the upper chamber so that its inflow opening is the horizontal circular component of an ascending one Spiral current course is facing that in one embodiment is present in which part of the quenching gas enters the container tangentially, or the in generated in another way by the cyclone inlet flow will. When several single-stage cyclones are connected in parallel the discharge from the gas outlet pipe of each cyclone can take place in a common inner pressure chamber, which is arranged in the upper chamber. The cleaned gas stream emerges from the pressure chamber through the gas outlet on From the top of the upper chamber. In another embodiment, at least one multi-stage cyclone is in the arranged upper chamber. The partially cleaned gas stream emerging from a first inner cyclone stage is thereby into a second cyclone stage, which is arranged in the upper chamber. The purified gas stream from each second cyclone stage is in a common internal pressure chamber, which is located at the top of the upper chamber is carried out. From there the purified gas is then discharged through an outlet at the top of the upper chamber. In other embodiments, outside of the

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oberen Kammer Ein- und Zweistufen-Zyklone angeordnet, wobei Zyklone innerhalb der oberen Kammer vorgesehen sein können, was aber nicht erforderlich ist. (Eine detaillierte Erläuterung von Zyklon- und Aufprallabscheidern findet sich z. B. in "CHEMICAL ENGINEER'S HANDBOOK" Perry and Chilton, fünfte Auflage 1973, McGraw-Hill Book Co., S. 20-80 bis 20-87.)upper chamber one- and two-stage cyclones arranged, cyclones can be provided within the upper chamber, but this is not required. (One detailed explanation of cyclone and impact separators can be found e.g. B. "CHEMICAL ENGINEER'S HANDBOOK" Perry and Chilton, Fifth Edition 1973, McGraw-Hill Book Co., pp. 20-80 to 20-87.)

Ein Austrag- oder Tauchrohr verläuft im Druckbehälter vom Unterende des Zyklons bevorzugt bis unter die Achsen der Einlaßdüsen in der unteren Kammer und unter den hochturbulenten Bereich. Im Zyklon abgeschiedene Feststoffteilchen werden durch das Tauchrohr geleitet und durch ein Absperrorgan im Tauchrohr in den unteren Teil der unteren Kammer unter die Zone starker Durchmischung, ausgetragen. Das Tauchrohr kann wie folgt aus der Bahn der Schlacketröpfchen herausgenommen sein: Es kann nahe der Wandung des Behälters verlaufen, es kann die Achse der Heißgas- und Abschreckgas-Einlaßdüsen überspannend angeordnet sein, oder Keramiktauchrohre können in die feuerfeste Wandung eingelassen sein. Alternativ ist es möglich, die Tauchrohre so zu verkürzen, daß sie an irgendeiner Stelle über dem Oberende der unteren Kammer enden.A discharge or immersion pipe runs in the pressure vessel from the lower end of the cyclone, preferably to below the axes of the Inlet nozzles in the lower chamber and under the highly turbulent area. Solid particles separated in the cyclone are passed through the immersion tube and through a shut-off device in the immersion tube in the lower part of the lower chamber under the zone of strong mixing, discharged. The immersion tube can be dislodged as follows Slag droplets are removed: It can run close to the wall of the container, it can be the axis of the Hot gas and quench gas inlet nozzles can be arranged spanning, or ceramic immersion tubes can be inserted into the refractory Be embedded in the wall. Alternatively, it is possible to shorten the dip tubes so that they can be attached to any End point above the top of the lower chamber.

Die Oberflächengeschwindigkeit des aufsteigenden Gasstroms in der oberen Kammer und Durchmesser und Höhe der oberenThe surface velocity of the ascending gas stream in the upper chamber and diameter and height of the upper one

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Kammer sind bevorzugt so ausgelegt, daß die Einströmöffnung in den (oder die) Zyklonabscheider um einen Betrag über dem Drosselring liegt, der wenigstens gleich der Transportablösungshöhe (TDH = Transport Disengaging Height), auch als Gleichgewichtsablösungshöhe bezeichnet, ist. Oberhalb der Transportablösungshöhe nähert sich die Abnahmerate der mitgeführten Feststoffteilchen im Gasstrom Null. Die Teilchenmitführung ändert sich mit Faktoren wie der Viskosität, Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms; der Wichte und Größenverteilung der Feststoffteilchen; und der Höhe über dem Drosselring. Die Gasströmungsgeschwindigkeit durch den Drosselring kann in einem Bereich von ca. 0,61-1,52 m/s schwanken. Die Gasströmungsgeschwindigkeit durch den Basis-Nutzquerschnitt der oberen Kammer kann im Bereich von ca. 0,30-0,91 m/s liegen. Die Transportablösungshöhe kann zwischen ca. 3,05 und 7,62 m liegen. Wenn z. B. die Gasströmungsgeschwindigkeit durch den Drosselring ca. 1,07 m/s und durch den Basis-Gesamtquerschnitt der oberen Kammer ca. 0,61 m/s oder durch den Basis-Nutzquerschnitt der oberen Kammer 0,76 m/s beträgt, dann kann die Transportablösungshöhe in einer oberen Kammer mit einem Innendurchmesser von ca. 3,05-4,57 m ca. 4,57-6,1 m betragen.Chamber are preferably designed so that the inflow opening in the (or the) cyclone separator lies above the throttle ring by an amount which is at least equal to the transport separation height (TDH = Transport Disengaging Height), also known as the equilibrium detachment height. Above the rate of decrease approaches the transport separation level entrained solid particles in the gas stream zero. the Particle entrainment changes with factors such as viscosity, Density and flow rate of the gas stream; the weight and size distribution of the solid particles; and the height above the throttle ring. The gas flow speed through the throttle ring can be set in a range of approx. Fluctuate 0.61-1.52 m / s. The gas flow rate through the basic useful cross-section of the upper chamber can be in Range of approx. 0.30-0.91 m / s. The transport height can be between approx. 3.05 and 7.62 m. If z. B. the gas flow speed through the throttle ring approx. 1.07 m / s and through the basic overall cross-section of the upper one Chamber is approx. 0.61 m / s or 0.76 m / s due to the basic useful cross-section of the upper chamber, then the transport separation height can be in an upper chamber with an inner diameter of approx. 3.05-4.57 m are approx. 4.57-6.1 m.

Der aus der Druckkammer am Oberende der Zyklonabscheider austretende Gasstrom strömt durch einen Auslaß im oberen Teil der oberen Kammer mit einer Temperatur von ca. 649-982 °C. Der Druckabfall des die Gas-Feststoff-Abscheide-The gas stream emerging from the pressure chamber at the top of the cyclone separator flows through an outlet in the top Part of the upper chamber with a temperature of approx. 649-982 ° C. The pressure drop of the gas-solid separator

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einrichtung durchströmenden Synthesegases ist kleiner als ca. 0,3A- bar. Die Feststoff konzentration in dem aus dem Abscheidebehälter austretenden Gasstrom liegt im Bereich von ca. 30-700 mg/0,028 m . Ein Teil dieses Gasstroms wird in einer nachgeschalteten herkömmlichen Einheit einer weiteren Kühlung mit oder ohne zusätzliche Reinigung unterworfen, so daß der vorher erwähnte Abschreckgas-Umwälzstrom erzeugt wird. Z. B. kann eine herkömmliche Gas-Feststoff-Abscheidevorrichtung anschließend an die Gas-Gasabschreckkühlungs- und -Feststoffabscheideeinrichtung im System vorgesehen werden. Diese Gas-Feststoff-Abscheidevorrichtung kann ein Einstufen- oder Mehrstufen-Zyklonabscheider, ein Aufprall-Abscheider, eine Filtervorrichtung, ein elektrostatischer Abscheider und Kombinationen dieser Vorrichtungen sein.device flowing through synthesis gas is less than approx. 0.3A bar. The solids concentration in the from the The gas stream exiting from the separator is in the range of approx. 30-700 mg / 0.028 m. Part of this gas flow becomes subjected to further cooling with or without additional cleaning in a downstream conventional unit, so that the aforesaid quench gas recirculation flow is generated. For example, a conventional gas-solid separation device then to the gas-gas quench cooling and solids separation facility in the system are provided. This gas-solid separation device can be a single-stage or multi-stage cyclone separator, an impingement separator, a filter device, an electrostatic one Be separators and combinations of these devices.

Vorteilhafterweise werden mit der erläuterten Einrichtung ca. 85-95 Gew.-56 der mitgeführten Feststoffe und Schlacke aus dem den Partialoxidations-Gaserzeuger verlassenden heißen Rohgasstrom abgeschieden, während die Temperatur des Gasstroms auf einen Wert vermindert wird, dem die nachgeschaltete Einrichtung zur Energierückgewinnung aus dem heißen Gasstrom standhalten kann. Bevorzugt wird keine Waschflüssigkeit eingesetzt. Dadurch wird die Eigenwärme des heißen Gasstroms nicht durch verdampfende Waschflüssigkeit, die dann den Gasstrom verschmutzt, verbraucht. ImAdvantageously, with the device explained approx. 85-95 wt. 56 of the entrained solids and slag from the partial oxidation gas generator leaving hot raw gas stream deposited, while the temperature of the gas stream is reduced to a value that the downstream device for energy recovery from the hot gas flow can withstand. None is preferred Washer fluid used. This is the inherent heat of the hot gas flow is not consumed by evaporating scrubbing liquid, which then contaminates the gas flow. in the

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Gegenteil kann die Eigenwärme, die in dem die Einrichtung verlassenden gereinigten Gasstrom, der stromab gegebenenfalls noch weiter gekühlt oder/und gereinigt wird, verbleibt, in einem nachgeschalteten Konvektions-Abhitzekessel wiedergewonnen werden. Somit wird durch indirekten Wärmeaustausch H~0 oder Kesselspeisewasser in Dampf umgewandelt. Der Dampf kann anderweitig im Verfahren, z. B. für Heizzwecke, für die Energieerzeugung oder im Gaserzeuger, eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Energierückgewinnung in anderer Weise erfolgen. Z. B. wird ein Teil des gekühlten und gereinigten Gasstroms durch eine Expansionsturbine geleitet, so daß mechanische Energie oder/und elektrische Energie erzeugt wird.On the contrary, the intrinsic heat in the purified gas flow leaving the device, the downstream, if necessary is still further cooled and / or cleaned, remains in a downstream convection waste heat boiler to be recovered. Thus, through indirect heat exchange H ~ 0 or boiler feed water converted into steam. The steam can be used elsewhere in the process, e.g. B. for heating purposes, for power generation or in gas generators. Alternatively or additionally, the energy recovery done in a different way. For example, part of the cooled and cleaned gas stream is passed through an expansion turbine guided so that mechanical energy and / or electrical energy is generated.

Es ist zu beachten, daß bei einigen Ausführungsformen von Verfahren nach der Erfindung der Anteil der in dem heißen Rohgasstrom, der in die untere Kammer der Einrichtung zum Reinigen eines Rohgasstroms eintritt, mitgeführten Schlacke durch Einstellung der Zusammensetzung des kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffs und der Temperatur im Gaserzeuger kleingehalten oder beseitigt wird. In diesem Fall kann das Aufeinandertreffen der Gasströme und die Abschreckkühlung des eintretenden heißen Rohgasstroms durch einen gekühlten und gereinigten Umwälzgasstrom vorteilhafterweise minimiert oder vollständig weggelassen werden. In diesem Fall verläßt der Gasstrom die Gasreinigungseinrichtung im wesentlichen mit der gleichen Temperatur wie der eintreten-It should be noted that in some embodiments of The method according to the invention, the proportion of in the hot raw gas stream, which in the lower chamber of the device for Purification of a raw gas stream entering entrained slag by adjusting the composition of the carbonaceous Solid fuel and the temperature in the gas generator is kept low or eliminated. In this case it can the meeting of the gas streams and the quench cooling of the incoming hot raw gas stream by a cooled and purified circulating gas stream advantageously minimized or omitted entirely. In this case, the gas stream leaves the gas cleaning device in the essentially at the same temperature as the entering

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de heiße Rohgasstrom, abzüglich normaler thermischer Verluste. Alle anderen Aspekte der Vorkammer entsprechen denjenigen beim Betrieb mit Gas-Gasabschreckung.de hot raw gas flow, minus normal thermal losses. All other aspects of the antechamber are the same those operating with gas-gas quenching.

Die Erfindung umfaßt ein verbessertes Dauerverfahren zum Kühlen und Reinigen eines heißen Rohgasstroms, der hauptsächlich aus H-, CO, CO- und einem oder mehreren der Stoffe H-O, H-S, COS, CH., NH,, N- und A besteht und geschmolzene Schlacke und/oder mitgeführte Feststoffe enthält. Der heiße Rohgasstrom wird durch die Partialoxidation eines aschehaltigen kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffs, z. B. Kohle, erzeugt. Durch das angegebene Verfahren können die in dem aus dem Gaserzeuger austretenden Rohgasstrom enthaltenen Verbrennungsrückstände teilweise verfe.stigt und auf tolerierbare Konzentrationswerte und Teilchengrößen vermindert werden. Dieses Gas kann dann als Synthesegas, Heizgas oder reduzierendes Gas eingesetzt werden.The invention includes an improved continuous process for Cooling and cleaning of a hot raw gas stream, which mainly consists of H-, CO, CO- and one or more of the substances H-O, H-S, COS, CH., NH ,, N- and A is composed and molten Contains slag and / or entrained solids. The hot raw gas stream is through the partial oxidation of a ash containing carbonaceous solid fuel, e.g. B. Coal, produced. The specified method can contain the raw gas stream exiting from the gas generator Combustion residues partially solidified and reduced to tolerable concentration values and particle sizes be reduced. This gas can then be used as synthesis gas, heating gas or reducing gas.

Bei den angegebenen Verfahren wird der Wärmewirkungsgrad der Vergasung durch Partialoxidation dadurch gesteigert, daß aus dem heißen Rohgasstrom eine Energierückgewinnung erfolgt, indem Nebenprodukt-Dampf zum Einsatz im Verfahren oder für den Export durch Wärmeaustausch des heißen Gasstroms entweder mit Wasser in einem Gaskühler oder mit Kesselspeisewasser und Dampf in einer Hauptgaskühlzone erzeugt wird. Wie bereits gesagt, wird die Energierückge-In the specified processes, the thermal efficiency of the gasification is increased by partial oxidation, that energy is recovered from the hot raw gas stream by using by-product steam in the process or for export by heat exchange of the hot gas stream either with water in a gas cooler or with Boiler feed water and steam is generated in a main gas cooling zone. As already said, the energy return is

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winnung durch die Anwesenheit von Tröpfchen geschmolzener Schlacke und/oder Feststoffteilchen in den Gaserzeugerabgasen erschwert. Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden die geschmolzenen Schlacketröpfchen teilverfestigt und abgeschieden, bevor sie auf Wärmeübertragungsflächen auftreffen. Durch die Teilverfestigung der Schlacketeilchen vor deren Auftreffen auf feste Oberflächen und/oder durch Abscheiden von Feststoffteilchen, die in dem Gasstrom mitgeführt werden, werden die üblicherweise auftretenden Probleme einer Verschmutzung der Gaskühler vermieden. Feste Oberflächen werden vom Anfangspunkt der Schlackenkühlung entfernt. Für die Wärmeübertragung werden vergleichsweise einfache kostengünstige Gaskühler eingesetzt. Durch die Erfindung wird die Rückgewinnung von Wärmeenergie aus den heißen Gasen vereinfacht. recovery through the presence of droplets of molten slag and / or solid particles in the gas generator exhaust gases difficult. In the method according to the invention, the molten slag droplets are partially solidified and deposited before they impinge on heat transfer surfaces. Due to the partial consolidation of the Slag particles before they hit solid surfaces and / or by depositing solid particles, which are entrained in the gas stream, the commonly occurring problems of contamination of the Gas cooler avoided. Solid surfaces are removed from the starting point of slag cooling. For heat transfer comparatively simple, inexpensive gas coolers are used. With the invention, the recovery simplified by thermal energy from the hot gases.

Diese speziellen Gaskühlersysteme für die Energierückgewinnung können zwar für die Verarbeitung des aus praktisch jedem Gaserzeugertyp austretenden heißen Rohgasstroms eingesetzt werden, sie eignen sich jedoch besonders für den Einsatz als einem Partialoxidations-Gaserzeuger nachgeschaltete Einrichtungen. Ein solcher Gaserzeuger ist z. B. in der US-PS 2 871 114 angegeben. Im oberen Teil des Gaserzeugers ist ein Brenner zum Einleiten der Speiseströme angeordnet. Ein typischer Ringbrenner ist z. B. in der US-PS 2 928 460 angegeben.These special gas cooler systems for energy recovery can be used for processing the hot raw gas stream emerging from practically every type of gas generator However, they are particularly suitable for use as a downstream partial oxidation gas generator Facilities. Such a gas generator is z. See, for example, U.S. Patent 2,871,114. In the upper part of the gas generator a burner is arranged for introducing the feed streams. A typical ring burner is e.g. B. in the U.S. Patent No. 2,928,460.

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Die ungehindert frei durchströmbare Reaktionszone des Gaserzeugers ist in einem vertikalen zylindrischen Stahldruckbehälter enthalten, dessen Innenseite mit einem warmfesten Werkstoff ausgekleidet ist. Bevorzugt umfaßt der Druckbehälter die drei folgenden, miteinander in Verbindung stehenden Abschnitte: 1) eine Reaktionszone, 2) eine Gasumlenkkammer und 3) eine Abschreckkammer. Die vertikalen Mittenachsen der drei Abschnitte sind bevorzugt koaxial. Alternativ können die drei Abschnitte in zwei oder drei gesonderten, reihengeschalteten Druckbehältern vorgesehen sein. Bei-der Haupt-Ausführungsform liegt die Reaktionszone im oberen Teil eines Druckbehälters, die Gasumlenkkammer liegt etwa im mittleren Teil desselben Druckbehälters, und die Abschreckkammer liegt im unteren Teil desselben Druckbehälters unter der Gasumlenkkammer. In der Gasumlenkkammer wird ein Teil der geschmolzenen Schlacke und/oder der Feststoffe durch Schwerkraft aus dem heißen Gasstrom abgeschieden und durch einen unteren Auslaß in die Abschreckkammer geleitet. Der Hauptgasstrom wird vom Einlaß zur Abschreckkammer, der unter dieser positioniert ist, weg und in einen seitlichen Austrittskanal umgelenkt. Die Abschreckkammer enthält Wasser zur Abschreckkühlung der Schlacke und/oder der Feststoffe, d. h. nichtumgesetzter Kohle und Asche. Schlacke, Feststoffe und Wasser werden aus dem Unterende der Abschreckkammer durch einen Auslaß im Boden des Behälters abgezogen.The reaction zone of the gas generator, which can be freely flowed through is contained in a vertical cylindrical steel pressure vessel, the inside with a heat-resistant material is lined. Preferably, the pressure vessel comprises the following three in connection with one another standing sections: 1) a reaction zone, 2) a gas deflection chamber, and 3) a quenching chamber. the vertical center axes of the three sections are preferably coaxial. Alternatively, the three sections can be split into two or three separate pressure vessels connected in series can be provided. In-the main embodiment is the Reaction zone in the upper part of a pressure vessel, the gas deflection chamber is located approximately in the middle part of the same Pressure vessel, and the quenching chamber is located in the lower part of the same pressure vessel under the gas deflection chamber. In the gas deflection chamber, part of the molten slag and / or the solids is removed from the by gravity separated hot gas stream and passed through a lower outlet into the quench chamber. The main gas flow is diverted away from the inlet to the quench chamber, which is positioned below it, and into a lateral exit channel. The quenching chamber contains water for Quench cooling the slag and / or solids, d. H. unreacted coal and ash. Slag, solids and Water is withdrawn from the bottom of the quench chamber through an outlet in the bottom of the container.

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Der in der Reaktionszone erzeugte heiße Rohgasstrom verläßt diese durch einen mittigen Auslaß im Unterende der Reaktionszone, der mit der mittigen Längsachse des Gaserzeugers koaxial ist. Der heiße Gasstrom strömt durch diesen unteren Auslaß und entspannt sich direkt in die Gasumlenkkammer, die bevorzugt unmittelbar unter der Reaktionszone liegt. Die Strömungsgeschwindigkeit des heißen Gasstroms wird vermindert, und geschmolzene Schlacke und/oder Feststoffteilchen fallen aus dem Gasstrom nach unten. Diese Feststoffe und/oder geschmolzene Schlacke gelangen infolge der Schwerkraft durch einen im Unterende der Gasumlenkkammer befindlichen Auslaß in das in der darunterliegenden Abschreckkammer enthaltene Wasser. Ca. 0-20 Vol.-%, z. B. 0,5-15 Vol.-%, des Rohgasstroms kann als Anzapfgasstrom durch den unteren Auslaß der Gasumlenkkammer geleitet werden und nimmt dadurch die abgeschiedene geschmolzene Schlacke und/oder die Feststoffteilchen mit. Der teilgekühlte Anzapfgasstrom wird aus der Abschreckkammer durch einen seitlichen Auslaß und ein gekühltes Stellventil abgezogen. Der heiße Anzapf gasstrom, der durch den unteren Auslaß der Gasumlenkkammer strömt, verhindert ein Ansammeln von Feststoffen, die den unteren Auslaß überbrücken und verstopfen würden. Bevorzugt ist der untere Auslaß der Gasumlenkkammer mittig und koaxial mit der Vertikalachse der Gasumlenkkammer angeordnet. Vorzugsweise liegt die Abschreck· kammer unmittelbar unter dem unteren Auslaß der Gasumlenk-The hot raw gas stream generated in the reaction zone leaves it through a central outlet in the lower end of the reaction zone, which is coaxial with the central longitudinal axis of the gas generator. The hot gas stream flows through this lower one Outlet and relaxes directly into the gas deflection chamber, which is preferably immediately below the reaction zone. The flow rate of the hot gas stream is reduced, and molten slag and / or particulate matter fall down from the gas stream. These solids and / or molten slag arrive as a result of the Gravity through an outlet located in the lower end of the gas deflection chamber into that in the quenching chamber below contained water. About 0-20% by volume, e.g. B. 0.5-15% by volume, of the raw gas flow can be used as a bleed gas flow are passed through the lower outlet of the gas deflection chamber and thereby takes the separated molten Slag and / or the solid particles with. The partially cooled bleed gas flows through from the quenching chamber a side outlet and a cooled control valve withdrawn. The hot tapped gas stream going through the lower Flows outlet of the gas deflection chamber, prevents an accumulation of solids, which bypass the lower outlet and would clog. The lower outlet of the gas deflection chamber is preferably central and coaxial with the vertical axis of the Arranged gas deflection chamber. The quenching chamber is preferably located directly below the lower outlet of the gas deflection

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kammer. Die Gasumlenkkammer kann zylindrisch sein, oder sie kann vom Einlaß zu einem größeren Mittelteil nach außen divergierend oder sich konisch erweiternd ausgebildet sein, gefolgt von einem konisch sich verengenden Teil zum Unterende und den Seitenauslässen hin.chamber. The gas turning chamber can be cylindrical, or it can follow from the inlet to a larger central portion be designed to diverge on the outside or to widen conically, followed by a conically narrowing one Part towards the lower end and the side outlets.

Wenigstens ein Teil, d. h. ca. 80-100 Vol.-%, des heißen Gasstroms, der in die Gasumlenkkammer eintritt, wird durch die Innenkonfiguration der Gasumlenkkammer, die erwünschtenfalls Leitbleche aufweist, in einen warmfest ausgekleideten seitlichen Austrittskanal gerichtet, der mit einer Vorkammer verbunden ist. Der Winkel zwischen diesem seitlichen Austrittskanal und der Längsachse der Vorkammer liegt im Bereich von ca. 30-135°, etwa 45-105°, z. B. ca. 60 , gemessen im Uhrzeigersinn von der vertikalen Mittenachse der Vorkammer und beginnend im dritten Quadranten. Es tritt im wesentlichen kein Temperatur- oder Druckabfall des Gasstroms auf, während dieser die Gasumlenkkammer durchströmt. At least a part, ie approx. 80-100% by volume, of the hot gas flow entering the gas deflection chamber is directed into a heat-resistant lateral outlet channel connected to an antechamber through the internal configuration of the gas deflection chamber, which if desired has baffles is. The angle between this lateral outlet channel and the longitudinal axis of the antechamber is in the range of about 30-135 °, about 45-105 °, e.g. B. approx. 60 , measured clockwise from the vertical center axis of the antechamber and starting in the third quadrant. There is essentially no temperature or pressure drop in the gas flow while it flows through the gas deflection chamber.

Der die Gasumlenkkammer durch den warmfest ausgekleideten Austrittskanal verlassende heiße Rohgasstrom tritt direkt in den Einlaß der vorstehend erläuterten Einrichtung zum Kühlen und Reinigen des heißen Rohgasstroms (nachstehend als "Vorkammer" bezeichnet) ein; dort wird weitere mitgeführte Schlacke und/oder Feststoffteilchen abgeschieden, und fakultativ wird der Gasstrom teilgekühlt. Dadurch wirdThe hot raw gas flow leaving the gas deflection chamber through the heat-resistant lined outlet channel occurs directly into the inlet of the above-described device for cooling and cleaning the hot raw gas stream (hereinafter referred to as "antechamber"); further slag and / or solid particles are separated there, and optionally the gas stream is partially cooled. This will

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eine Verschmutzung der Kesselrohre im Haupt-Gaskühlteil vermindert, und Wartungsprobleme werden minimiert. Die Vorkammer ist dem Haupt-Gaskühlteil vorgeschaltet.pollution of the boiler tubes in the main gas cooling section is reduced and maintenance problems are minimized. the Pre-chamber is connected upstream of the main gas cooling part.

Bei manchen Ausführungsformen können anstelle der oder zusätzlich zu der Gas-Feststoff-Abscheideeinrichtung, die in der oberen Kammer der Vorkammer angeordnet ist, stromab von der Vorkammer und vor der Haupt-Gaskühlzone äußere Gas-Feststoff-Abscheidemittel vorgesehen sein. Diese sind Ein- oder Mehrstufen-Zyklonabscheider, Gas-Feststoff-Auf prallabscheider, Filtervorrichtungen, elektrostatische Abscheider und Kombinationen derselben.In some embodiments, instead of or in addition to to the gas-solid separation device, the is arranged in the upper chamber of the antechamber, downstream of the antechamber and in front of the main gas cooling zone outer Gas-solid separation means can be provided. These are Single or multi-stage cyclone separator, gas-solid impact separator, Filter devices, electrostatic precipitators, and combinations thereof.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liegt eine Haupt-Gaskühlzone unmittelbar hinter der Vorkammer oder irgendeiner der Vorkammer nachgeschalteten Feststoffabscheidevorrichtung. Die Temperatur des in die Haupt-Gaskühlzone eintretenden Gasstroms liegt im Bereich von ca. 64-9-164-9 0C, etwa ca. 64-9-982 0C, z. B. ca. 871 0C. Die Feststoff konzentration dieses Gasstrorns liegt im Bereich von ca. 10-700 mg/0,028 m . Anschließend wird der größte Teil der Eigenwärme des Gasstroms in der Haupt-Gaskühlzone entzogen, die einen oder mehrere miteinander verbundene, jeweils aus einem Mantel und geraden Heizrohren bestehende Gaskühler, d. h. Röhrenwärmetauscher, aufweist. Geder Gaskühler weist einen oder mehrere mantelseitige undIn preferred embodiments of the invention, a main gas cooling zone is located immediately behind the antechamber or any solids separation device downstream of the antechamber. The temperature of the entering into the main gas cooling zone the gas stream is in the range of about 64-9-164-9 0 C, such as about 0 C 64-9-982, z. B. approx. 871 0 C. The solids concentration of this gas stream is in the range of approx. 10-700 mg / 0.028 m. Subsequently, most of the inherent heat of the gas flow is withdrawn in the main gas cooling zone, which has one or more interconnected gas coolers, each consisting of a jacket and straight heating tubes, ie tubular heat exchangers. Each gas cooler has one or more shell-side and

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rohrseitige Durchgänge auf und umfaßt bevorzugt festgelegte Heizrohrwandungen. Gegenüber den Gaskühlern, die bei dem hier angegebenen Verfahren verwendet werden, sind die herkömmlichen Synthesegaskühler zur Erzeugung von Hochdruckdampf mit Spiralrohren, Wendelrohren oder Schlangenrohren ausgebildet. Gaskühler mit derartigen Rohrschlangen sind schwierig zu reinigen und zu warten; sie sind relativ teuer; und es besteht die Gefahr von Verstopfung, wenn die Feststoff konzentration im Gas beträchtlich ist. Wenn Kessel mit solchen Rohrschlangen gewartet werden müssen, resultieren teure Abschaltzeiten. Vorteilhafterweise werden diese Probleme bei dem vorliegenden Verfahren vermieden, da hier einer oder mehrere Gaskühler eingesetzt werden, deren jeder einen Mantel bzw. ein Gehäuse und eine Mehrzahl parallele gerade Heizrohre aufweist. pipe-side passages and preferably includes fixed heating tube walls. Compared to the gas coolers that Used in the process set forth herein are the conventional synthesis gas coolers for generation formed by high pressure steam with spiral tubes, helical tubes or coiled tubes. Gas cooler with such coils are difficult to clean and maintain; they are relatively expensive; and there is a risk of constipation, when the solids concentration in the gas is considerable. When serviced boilers with such coils expensive shutdown times result. Advantageously, these problems are addressed in the present Process avoided because here one or more gas coolers are used, each of which has a jacket or a housing and a plurality of parallel straight heating tubes.

Bevorzugt sind die Gaskühler bei dem Verfahren so angeordnet, daß sich zwei Kühlstufen ergeben, und zwar eine erste oder Hochtemperaturstufe und eine zweite oder Niedertemperaturstufe. In der ersten oder Hochtemperaturstufe umfaßt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einen aus Mantel und geraden Heizrohren bestehenden Röhrenwärmetauscher mit festen Heizrohrwandungen und mit einem Durchgang auf der Mantel- und der Rohrseite. Das Rohgas befindet sich auf der Rohrseite und das Kühlmittel auf der Mantelseite.In the method, the gas coolers are preferably arranged in such a way that there are two cooling stages, namely a first or high temperature stage and a second or low temperature stage. In the first or high temperature stage, a preferred embodiment comprises one of the jacket and straight heating tubes existing tubular heat exchangers with fixed heating tube walls and with a passage on the Shell and pipe side. The raw gas is on the pipe side and the coolant on the shell side.

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Ein- und Austrittsenden der Mehrzahl gerader paralleler Rohre in dem im Druckkessel enthaltenen Rohrbündel sind an jedem Ende von einem Heizrohrboden abgestützt. Die Rohrenden stehen mit ortsfesten Ein- und Auslaß-Köpfen, d. h. einem am Vorder- und einem am Hinterende, in Strömungsverbindung. Die Ein- und Auslaßabschnitte und der
Einlaß-Rohrboden sind warmfest verkleidet. Der erste
Wärmetauscher ist so kurz wie möglich ausgelegt, um das Reinigen der Rohre zu vereinfachen und um die die festen Rohrboden beaufschlagende Wärmedehnungsbeanspruchung zu minimieren. Die Rohrboden selbst sind so ausgelegt, daß sie gering durchbiegbar sind, um übermäßige Wärmespannungen zu beseitigen. Der Rohr-Außendurchmesser beträgt das
l,5-2,0fache des Rohr-Außendurchmessers des Kühlers der zweiten Stufe. Dadurch soll die Gefahr einer Verstopfung des Wärmetauschers kleingehalten werden. Die Gasgeschwindigkeit ist ausreichend hoch eingestellt, um die Verschmutzungsprobleme innerhalb eines tolerierbaren Bereichs zu halten. (Weitere Einzelheiten des rohr- und kesselseitigen Aufbaus von Wärmetauschern mit festen Rohrboden sind z. B. in "Chemical Engineers' Handbook", Perry and Chilton,
5. Aufl., McGraw-Hill Book Co., New York, S. 11-5 bis 11-6, Fig. ll-2(b), und S. 11-10 bis 11-18, enthalten.)
Entry and exit ends of the plurality of straight parallel tubes in the tube bundle contained in the pressure vessel are supported at each end by a heating tube sheet. The pipe ends are in flow connection with stationary inlet and outlet heads, ie one at the front and one at the rear end. The inlet and outlet sections and the
Inlet tube sheets are clad heat-resistant. The first
The heat exchanger is designed to be as short as possible in order to simplify the cleaning of the tubes and to minimize the thermal expansion stress acting on the fixed tube sheets. The tube sheets themselves are designed so that they are slightly deflectable in order to eliminate excessive thermal stresses. The pipe outside diameter is that
1.5-2.0 times the outer pipe diameter of the second stage cooler. This is intended to keep the risk of the heat exchanger clogging to a minimum. The gas velocity is set high enough to keep pollution problems within a tolerable range. (Further details of the tube and boiler-side structure of heat exchangers with a fixed tube sheet can be found, for example, in "Chemical Engineers'Handbook", Perry and Chilton,
5th ed., McGraw-Hill Book Co., New York, pp. 11-5 through 11-6, Fig. Ll-2 (b), and pp. 11-10 through 11-18.)

Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite oder Niedertemperaturstufe des Gaskühlers zwei rohrseitige Durchgänge bzw. Züge und einen mantelseitigen Zug aufweisen. DieserIn some embodiments, the second or low temperature stage of the gas cooler have two pipe-side passages or trains and a jacket-side train. This

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Wärmetauscher ist ähnlich wie derjenige der ersten Stufe aufgebaut; dabei können allerdings wegen der geringeren Verstopfungsprobleme bei niedrigeren Temperaturen Rohre mit kleinerem Durchmesser eingesetzt werden. Dadurch wird die für einen bestimmten Kesseldurchmesser verfügbare Oberfläche vergrößert. Z. B. beträgt der Rohr-Außendurchmesser im Gaskühler der ersten Stufe 76,2 mm, während er im Gaskühler der zweiten Stufe z. B. 50,8 mm beträgt. The heat exchanger is constructed similarly to that of the first stage; however, because of the lower Clogging problems at lower temperatures pipes with a smaller diameter are used. Through this the surface available for a certain bowl diameter is increased. For example, the pipe outside diameter is in the gas cooler of the first stage 76.2 mm, while in the gas cooler of the second stage z. B. 50.8 mm.

Die Längsachsen der geraden Heizrohrwärmetauscher können horizontal, vertikal oder kombiniert in beide Richtungen verlaufen. Bevorzugt (vgl. die Zeichnung) verlaufen jedoch die Längsachsen der Röhrenwärmetauscher in Vertikalrichtung. Dadurch wird eine Schwerkraft-Abscheidung von mitgeführten Feststoffteilchen aus dem Gasstrom und ein leichtes Abführen von Feststoffen aus einem Auslaß im Unterende des Gaskühlers ermöglicht. Außerdem liegt der Einlaß in die erste Gaskühlerstufe bevorzugt unmittelbar über der Vorkammer oder irgendeiner zusätzlichen Abscheidevorrichtung für Feststoffe, die der Vorkammer nachgeschaltet ist.The longitudinal axes of the straight heating tube heat exchangers can be horizontal, vertical or combined in both directions get lost. However, the longitudinal axes of the tubular heat exchangers preferably run in the vertical direction (see the drawing). This results in a gravity separation of entrained solid particles from the gas flow and a allows easy removal of solids from an outlet in the lower end of the gas cooler. Besides, the Inlet into the first gas cooler stage is preferably immediate above the antechamber or any additional separation device for solids that are downstream of the antechamber.

Die bevorzugte Kombination von Röhrenwärmetauschern mit einem Mantel und geraden vertikalen Heizrohren sowie mit einem und zwei rohrseitigen Zügen und festen Rohrboden ist in der Zeichnung gezeigt und wird noch im einzelnenThe preferred combination of tubular heat exchangers with a jacket and straight vertical heating tubes as well as with one and two tube-side trains and fixed tube sheet is shown in the drawing and will be explained in more detail below

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erläutert. Dabei wird der heiße Gasstrom in der ersten Gaskühler stufe auf eine Temperatur von ca. 427-649 C, etwa 482-593 0C, z. B. ca. 538 0C, durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel, also Kesselspeisewasser oder Dampf, gekühlt. Der heiße Gasstrom durchströmt ein Bündel paralleler gerader Rohre. Der einzige Zug der geraden Rohre verteilt die Wärmespannungen gleichmäßig über die festen Rohrboden. In der zweiten Gaskühlerstufe wird dann die Temperatur des Gasstroms auf einen Wert vermindert, der innerhalb ca. -9,4 C bis 32,2 C, z. B. innerhalb ca. -6,67 C, der gewählten Dampftemperatur liegt. Z. B. hat der die zweite Gaskühler stufe verlassende Gasstrom eine Temperatur von ca. 232-310 0C, z. B. ca. 288 0C. In der zweiten Gaskühlerstufe wird durch Verwendung von zwei rohrseitigen Zügen die Länge der Rohre bei einer bestimmten Mantelgröße wirksam vergrößert. Dadurch ergeben sich konstruktionsmäßige Einsparungen. Rohrseitige Mehrfachzüge dienen dem Zweck, durch Ausdehnung entstehende Wärmespannungen an den festen Rohrboden zu vermindern. Auch wird durch rohrseitige Mehrfachzüge die benötigte Grundfläche oder die Höhe in Abhängigkeit von der Orientierung des Wärmetauschers vermindert.explained. The hot gas stream is in the first gas cooler stage to a temperature of about 427-649 C, about 482-593 0 C, z. B. approx. 538 0 C, cooled by indirect heat exchange with a coolant, ie boiler feed water or steam. The hot gas stream flows through a bundle of parallel straight pipes. The only pull of the straight tubes distributes the thermal stress evenly over the solid tube sheet. In the second gas cooler stage, the temperature of the gas stream is then reduced to a value that is within approximately -9.4 ° C. to 32.2 ° C., e.g. B. is within about -6.67 C, the selected steam temperature. For example, the second stage gas cooler gas stream leaving a temperature of about 232-310 0 C, z. For example, about 288 0 C. In the second gas cooler stage is effectively increased by using two pipe-trains the length of the pipes at a given coat size. This results in savings in terms of construction. Multiple pulls on the pipe side serve the purpose of reducing thermal stresses on the solid pipe sheet caused by expansion. The required base area or the height is also reduced depending on the orientation of the heat exchanger by means of multiple passes on the pipe side.

Bei anderen Ausführungsformen kann die zweite oder Niedertemperaturstufe des Gaskühlers einen oder mehrere, einen Mantel und gerade Heizrohre umfassende Wärmetauscher mit festen Rohrboden umfassen, wobei mantel- und rohrseitigIn other embodiments, the second or low temperature stage of the gas cooler with one or more heat exchangers comprising a jacket and straight heating pipes include solid tube sheet, with shell and tube side

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einer oder mehrere Züge vorgesehen sind. Die Auslegung der zweiten Gaskühlerstufe entspricht zwar zum größten Teil derjenigen der ersten Gaskühlerstufe, aber in einer zweiten Gaskühlerstufe können Rohre mit kleinerem Durchmesser verwendet werden, da sich aufgrund der niedrigeren Temperaturen weniger Verstopfungsprobleme ergeben. Dadurch kann der für einen bestimmten Manteldurchmesser verfügbare Oberflächenbereich vergrößert werden. Z. B. haben die Rohre in der ersten Gaskühlerstufe einen Außendurchmesser von ca. 76 mm, während sie in der zweiten Gaskühlerstufe einen Außendurchmesser von ca. 50,8 mm haben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Stufe zwei Gaskühler auf. Der eine Gaskühler überhitzt Sattdampf, der in den anderen Gaskühlern erzeugt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Überhitzer in der ersten Stufe angeordnet.one or more trains are provided. The interpretation the second gas cooler stage corresponds to the largest Part of those of the first gas cooler stage, but tubes with a smaller diameter can be used in a second gas cooler stage should be used as there are fewer clogging problems due to the lower temperatures. Through this the surface area available for a given jacket diameter can be increased. For example, the Pipes in the first gas cooler stage have an outside diameter of approx. 76 mm, while in the second gas cooler stage have an outside diameter of approx. 50.8 mm. In a preferred embodiment, the second stage has two Gas cooler on. One gas cooler overheats saturated steam that is generated in the other gas coolers. At a Another embodiment is the superheater in the first Level arranged.

Der Verlauf der Längsachsen der Rohrwärmetauscher mit Mantel und gerad.en Heizrohren in der Haupt-Gaskühlzone kann horizontal, vertikal oder in beiden Richtungen sein. Bevorzugt (vgl. die Zeichnung) verlaufen jedoch die Längsachsen sämtlicher Rohrwärmetauscher vertikal. Durch die aufrechte Anordnung wird eine Schwerkraft-Abscheidung mitgeführter Feststoffteilchen aus dem Gasstrom sowie ein einfaches Abziehen von Feststoffteilchen aus einem Auslaß im Unterende des Gaskühlers ermöglicht. Ferner liegtThe course of the longitudinal axes of the tubular heat exchanger with jacket and straight heating tubes in the main gas cooling zone can be horizontal, vertical, or both directions. However, the longitudinal axes preferably run (see the drawing) all tube heat exchangers vertical. The upright arrangement creates a gravity separation entrained solid particles from the gas stream and allows solid particles to be easily withdrawn from an outlet in the lower end of the gas cooler. Further lies

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der Einlaß zum Gaskühler der ersten Stufe bevorzugt un- ' mittelbar über der Vorkammer oder irgendeiner dieser nachgeschalteten zusätzlichen Abscheidevorrichtung für mitgeführte Feststoffe.the inlet to the gas cooler of the first stage is preferably un- ' indirectly above the antechamber or any of these downstream additional separation devices for entrained solids.

Für die Erzeugung von Heißdampf in der Haupt-Gaskühlzone umfaßt die bevorzugte Kombination von Gaskühlern drei zusammengeschaltete Röhrenwärmetauscher mit Mantel und geraden vertikalen Heizrohren mit einem oder zwei rohrseitigen Zügen, einem mantelseitigen Zug und festen Rohrboden (vgl. die Zeichnung). Der Aufbau dieser Gaskühler wird später noch im einzelnen erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird der heiße Gasstrom, der eine Temperatur von ca. 64-9-1649 0C, etwa ca. 64-9-982 0C, z. B. ca. 871 C, und einen Druck von. ca. 10-200 bar hat, in indirektem Wärmeaustausch mit Kesselspeisewasser aufwärts durch die Mehrzahl parallele gerade Rohre auf der Rohrseite des ersten aufrechten Gaskühlers, der einen rohrseitigen und einen mantelseitigen Zug hat, geleitet. Der teilgekühlte Gasstrom tritt aus dem ersten Gaskühler mit einer Temperatur von ca. 593-1093 °C, etwa ca. 593-871 0C, z. B. ca. 6^9 C, aus. Das Kühlmittel, d. h. Kesselspeisewasser aus einem Dampfkessel, wird in den ersten Gaskühler an der Mantelseite mit einer Temperatur von ca. 10-316 0C, etwa ca. 254-316 °C, z. B. ca. 299 0C, eingeleitet und tritt als Sattdampf mit einer Temperatur von ca. 221-316 0C,For the generation of superheated steam in the main gas cooling zone, the preferred combination of gas coolers comprises three interconnected tubular heat exchangers with a jacket and straight vertical heating pipes with one or two pipe-side passes, a jacket-side pass and a fixed tube sheet (cf. the drawing). The structure of this gas cooler will be explained in detail later. In this embodiment, the hot gas stream, which has a temperature of about 64-9-1649 0 C, about 64-9-982 0 C, z. B. approx. 871 C, and a pressure of. 10-200 bar, in indirect heat exchange with boiler feed water upwards through the plurality of parallel straight pipes on the pipe side of the first upright gas cooler, which has a pipe-side and a jacket-side draft. The partially cooled gas stream passes out of the first gas cooler to a temperature of about 593-1093 ° C, such as about 593-871 0 C, z. B. approx. 6 ^ 9 C, from. The coolant, ie boiler feed water from a steam boiler in the first gas cooler on the shell side at a temperature of about 10-316 0 C, for example about 254-316 ° C, for example. B. approx. 299 0 C, initiated and occurs as saturated steam with a temperature of approx. 221-316 0 C,

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etwa ca. 254-316 °C, z. B. ca. 299 0C, aus. Der Sattdatnpf wird im Dampfkessel gespeichert.about 254-316 ° C, e.g. B. approx. 299 0 C, from. The saturated data is stored in the steam boiler.

Wenigstens ein Teil, d. h. 50-100 Vol.-%, etwa ca. 80-100 Vol.-%, z. B. 90 Vol.-%, des aus dem ersten Gaskühler austretenden Gasstroms wird in den zweiten vertikalen Gaskühler als heißer Strom eingeleitet. Bevorzugt wird die größte Menge des heißen Gasstroms aus dem ersten Gaskühler in die geraden Rohre des zweiten Gaskühlers eingeleitet. Der Teil des Gases, der den zweiten Gaskühler umgeht, wird von der erwünschten Dampftemperatur beim Verlassen des zweiten Gaskühlers bestimmt. Der heiße Gasstrom wird abwärts durch die Mehrzahl von parallelen geraden Rohren des einen Zugs auf der Rohr- und der Mantelseite des zweiten Gaskühlers in indirektem Wärmeaustausch mit Sattdampf geleitet und tritt mit einer Temperatur von ca. 454-732 0C, etwa ca. 454-732 0C, z. B. ca. 510 0C, aus. Wenigstens ein Teil, d. h. ca. 80-100 Vol.-56, z. B. ca. 90 Vol.-%, des im Verfahren erzeugten Sattdampfs, der in dem Dampfkessel gespeichert ist, wird in den zweiten Gaskühler auf der Mantelseite als Kühlmittel eingeleitet. Heißdampf wird aus dem zweiten Gaskühler mit einer Überhitzung von ca. 37,8-243 0C, etwa ca. 37,8-210 °C, z. B. ca. 138 °C, abgezogen. Dieser als Nebenprodukt anfallende Heißdampf kann anderweitig im Verfahren als Wärmemedium oder als Arbeitsmittel in einer Turbine zur Erzeugung mechanischer und/oder elektrischer Energie eingesetzt werden.At least a portion, ie 50-100% by volume, about 80-100% by volume, e.g. B. 90 vol .-%, of the gas flow emerging from the first gas cooler is introduced into the second vertical gas cooler as a hot stream. The largest amount of the hot gas flow from the first gas cooler is preferably introduced into the straight tubes of the second gas cooler. The part of the gas that bypasses the second gas cooler is determined by the desired steam temperature when leaving the second gas cooler. The hot gas stream is passed downwardly through the plurality of parallel straight tubes of a train on the pipe and the shell side of second gas cooler in indirect heat exchange with saturated steam and occurs at a temperature of about 454-732 0 C, such as about 454- 732 0 C, e.g. B. approx. 510 0 C, from. At least a part, ie approx. 80-100 vol. 56, e.g. B. about 90 vol .-% of the saturated steam generated in the process, which is stored in the steam boiler, is introduced into the second gas cooler on the shell side as a coolant. Superheated steam is from the second gas cooler with a superheat of approx. 37.8-243 0 C, approx. 37.8-210 ° C, z. B. about 138 ° C, deducted. This superheated steam, which occurs as a by-product, can be used elsewhere in the process as a heating medium or as a working medium in a turbine for generating mechanical and / or electrical energy.

Überschüssiger Heißdampf kann exportiert werden.Excess superheated steam can be exported.

Der aus dem zweiten Gaskühler austretende teilgekühlte Gasstrom wird mit dem Rest des teilgekühlten Gasstroms aus dem ersten Gaskühler, der den zweiten Gaskühler umgeht, vermischt. Dieser Gasstrom, der eine Temperatur von ca. ή-27-6^9 0C, ζ. B. ca. 538 0C, hat, wird durch die Mehrzahl von parallelen geraden Rohren des vertikalen dritten Gaskühlers, der zwei rohrseitige Züge und einen mantelseitigen Zug hat, in indirektem Wärmeaustausch mit Kesselspeisewasser geführt. Der Gasstrom strömt aufwärts durch die Rohre im ersten rohrseitigen Zug und dann abwärts durch die Rohre im zweiten rohrseitigen Zug. Der teilgekühlte Gasstrom verläßt den dritten Gaskühler mit einer Temperatur von ca. 232-371 0C, etwa ca. 266-371 0C, z. B. ca. 310 0C. Der Druckabfall durch die Haupt-Gaskühlzone beträgt ca. 0,07-0,7 bar Überdruck. Das Kühlmittel, d. h. Kesselspeisewasser aus dem Dampfkessel, wird in den dritten Gaskühler mantelseitig mit einer Temperatur von ca. 10-316 0C eingeleitet und tritt als Sattdampf mit einer Temperatur von ca. 221-316 C, etwa ca. 254-316 0C, z. B. 299 °C, aus. Der Sattdampf wird im Dampfkessel gespeichert.The partially cooled gas flow emerging from the second gas cooler is mixed with the remainder of the partially cooled gas flow from the first gas cooler, which bypasses the second gas cooler. This gas stream, which has a temperature of about ή-27-6 ^ 9 0 C, ζ. B. approx. 538 0 C, is led through the plurality of parallel straight tubes of the vertical third gas cooler, which has two pipe-side trains and a jacket-side train, in indirect heat exchange with boiler feed water. The gas stream flows up through the tubes in the first tube side pass and then down through the tubes in the second tube side pass. The partially cooled gas stream leaves the third gas cooler at a temperature of about 232-371 0 C, for example about 266-371 0 C, z. B. approx. 310 0 C. The pressure drop through the main gas cooling zone is approx. 0.07-0.7 bar overpressure. The coolant, ie boiler feed water from the boiler is introduced into the third gas cooler shell side at a temperature of about 10-316 0 C and exits as saturated steam at a temperature of about 221-316 C, for example about 254-316 0 C. , e.g. B. 299 ° C. The saturated steam is stored in the steam boiler.

Im dritten Gaskühler wird durch Anwendung von zwei rohrseitigen Zügen die Länge der Rohre bei gegebener größe wirksam vergrößert, wodurch bauliche EinsparungenIn the third gas cooler, the length of the pipes for a given is determined by using two pipe-side pulls effectively increased in size, creating structural savings

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erzielbar sind. Rohrseitige Mehrfachzüge dienen der Verminderung von Wärmespannungen, die die festen Rohrboden infolge von Expansion beaufschlagen. Auch wird durch rohrseitige Mehrfachzüge die benötigte Grundfläche oder die Höhe in Abhängigkeit von der Orientierung des Wärmetauschers vermindert.are achievable. Pipe-side multiple pulls are used Reduction of thermal stresses that act on the fixed tube sheets as a result of expansion. Also is through Pipe-side multiple passes, the required floor space or the height depending on the orientation of the heat exchanger reduced.

Normalerweise wird Heißdampf durch Erwärmen von Sattdampf in einer herkömmlichen, auße/ibefeuerten Heizvorrichtung erzeugt. Bei einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird aus dem zweiten Gaskühler austretender Heißdampf durch eine außenbefeuerte Heizvorrichtung geführt, in der er weitere Wärme aufnimmt. Aufgrund dieser Kombination von Dampfheizvorrichtungen kann Heißdampf mit höheren Temperaturen, d. h. mit einer Überhitzung von ca. 149-299 0C, etwa 149-266 0C, z. B. 221 0C, erzeugt werden. Außerdem wird dadurch die Beanspruchung der befeuerten Heizvorrichtung minimiert.Typically, superheated steam is generated by heating saturated steam in a conventional external / fired heater. In another embodiment of the present method, superheated steam emerging from the second gas cooler is passed through an externally fired heating device in which it absorbs further heat. Due to this combination of steam heating devices, superheated steam with higher temperatures, ie with an overheating of approx. 149-299 0 C, approx. 149-266 0 C, z. B. 221 0 C, are generated. It also minimizes the stress on the fired heater.

Als Temperaturregelung für den Heißdampf kann fakultativ Wasser in den Heißdampf, der aus der befeuerten Heizvorrichtung austritt, injiziert werden, um dadurch den Überhitzungsgrad zu senken, während die der Heizvorrichtung zuzuführende Brennstoffmenge eingestellt wird.As a temperature control for the superheated steam, water can optionally be added to the superheated steam coming from the fired heating device leaks, are injected to thereby lower the degree of overheating, while that of the heater the amount of fuel to be supplied is set.

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Der zweite und der dritte Gaskühler in der Niedertemperaturstufe sind so ausgelegt, daß sie einer maximalen Eintrittsgastemperatur standhalten. Wenn z. B. die Rohre des ersten Gaskühlers in der Hochtemperaturstufe verschmutzt sind, so daß die Temperatur des aus dem ersten Gaskühler austretenden Gasstroms steigt, ist gegebenenfalls ein Dampfeinspritz-Hilfskreis vorgesehen, der den zweiten und dritten Gaskühler vor Beschädigung schützt. Wenn also die Temperatur des Eintrittsgases eine unbedenkliche Höchsttemperatur übersteigt, aktiviert ein Temperaturgeber in der Gaseinlaßleitung des einen oder beider Gaskühler einen Temperatursteller, so daß dieser ein Absperrorgan in der Hochdruckdampf-Hilfsleitung öffnet. Das Stellventil wird geöffnet, und Dampf wird in den heißen Gasstrom eingespritzt, wodurch die Gastemperatur vermindert wird.The second and third gas coolers in the low-temperature stage are designed so that they have a maximum inlet gas temperature withstand. If z. B. dirty the pipes of the first gas cooler in the high temperature stage are, so that the temperature of the gas flow emerging from the first gas cooler rises, is optionally a Steam injection auxiliary circuit provided, which the second and third gas cooler protects against damage. So if the temperature of the inlet gas is a safe maximum temperature exceeds, a temperature sensor in the gas inlet line of one or both gas coolers activates one Temperature regulator so that it opens a shut-off device in the high-pressure steam auxiliary line. The control valve will is opened and steam is injected into the hot gas stream, reducing the gas temperature.

Bei dem vorliegenden Verfahren bedeutet der Ausdruck "Heizrohr", daß das heiße Gas immer durch die Reihe paralleler gerader Rohre des Gaskühlers geführt wird. Das Kühlmittel strömt auf der Mantelseite. Die Kühlmittelströmung im Gaskühler wird durch folgende Elemente geregelt: eine oder mehrere Einlaß- und Auslaßdüsen und deren Positionierung; Anzahl, Positionierung und Auslegung von Quer leitblechen, Trennwänden und Stauvorrichtungen. Leitbleche dienen nicht nur dem Leiten des mantelseitigen Kühlmittels auf einer vorbestimmten Bahn, sondern werden üblicherweise auch dazu verwendet, die geraden Rohre im Rohrbündel abzustützen.In the present process, the term "heating tube" means that the hot gas is always parallel through the series straight pipes of the gas cooler is guided. The coolant flows on the shell side. The coolant flow in the Gas cooler is controlled by the following elements: one or more inlet and outlet nozzles and their positioning; Number, positioning and design of cross baffles, partitions and stowage devices. Baffles do not serve only directing the shell-side coolant on a predetermined path, but are usually also used for this used to support the straight tubes in the tube bundle.

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Für die hier betroffenen Gaskühler können Rohre mit kleinem Außendurchmesser (25,4--10,I mm) verwendet werden. Der Rohrdurchmesser wird auf der Grundlage einer Wirtschaftlichkeits-Analyse der Auswirkung des Durchmessers auf die Wärmeübertragung, den Druckabfall sowie die Verschmutzungsund Verstopfungsgefahr gewählt. Lange Rohre bieten beachtliche konstruktionsmäßige Einsparungen bei höheren Drücken, da die Investitionen pro Flächeneinheit der Wärmeübertragungsleistung bei längeren Wärmetauschern geringer sind. Die Gas- und Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeiten im Wärmetauscher sind begrenzt, um mechanische Beschädigungen durch Schwingungen oder Erosion zu vermeiden, ein tolerierbares Druckgefälle zu unterhalten und die Ausbildung von Ablagerungen unter Kontrolle zu halten. Z. B. kann die Strömungsgeschwindigkeit des heißen Gases durch die geraden Rohre bei einem Rohraußendurchmesser von 50,8 mm ca. 12,2-16,7 m/s in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck an irgendeinem bestimmten Punkt im Wärmetauscher betragen. Rohre mit größerem Durchmesser werden eingesetzt, wenn eine starke Verschmutzung zu erwarten ist und um die mechanische Reinigung des Rohrinneren zu erleichtern. Die Befestigung der Rohre an den Rohrboden erfolgt z. B. durch eine Kombination von Rohrendverschweißung und Aufweitung durch Walzen. Die Rohre können mit Dreieckteilung, Viereckteilung oder verdrehter Viereckteilung angeordnet sein. Die Mittenabstände, die Rohrteilung,For the gas coolers affected here, tubes with a small outer diameter (25.4-10.1 mm) can be used. Of the Pipe diameter is determined on the basis of an economic analysis of the effect of the diameter on the Heat transfer, the pressure drop and the risk of contamination and clogging. Long tubes offer considerable structural savings at higher pressures, since the investment per unit area of the Heat transfer performance is lower with longer heat exchangers. The gas and coolant flow rates in the heat exchanger are limited in order to avoid mechanical damage due to vibrations or erosion, to maintain a tolerable pressure gradient and to keep the formation of deposits under control. For example, the flow rate of the hot gas through the straight tubes can be 50.8 mm approx. 12.2-16.7 m / s depending on the temperature and pressure at any particular point in the Heat exchanger. Larger diameter pipes are used when heavy pollution is expected and to facilitate the mechanical cleaning of the inside of the pipe. The fastening of the pipes to the pipe sheet takes place z. B. by a combination of pipe end welding and expansion by rolling. The pipes can with Triangular division, square division or twisted square division be arranged. The center distances, the pipe spacing,

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Art und Abstände der Leitbleche sind so gewählt, daß sich eine gute Kühlmittelumwälzung unter Vermeidung heißer Stellen am Einlaß-Rohr boden ergibt. Normalerweise besteht der Mantel des hier eingesetzten Wärmetauschers aus Qualitäts-Kohlenstoff stahl. Wenn Hochdruckdampf erzeugt oder überhitzt wird, können Legierungsstähle eingesetzt werden, um einerseits die erforderliche Manteldicke zu vermindern und andererseits die Kosten der Anlage zu senken,The type and spacing of the baffles are chosen so that there is good coolant circulation while avoiding hotter Places on the inlet pipe bottom results. Usually the jacket of the heat exchanger used here consists of Quality carbon steel. When generating high pressure steam or is overheated, alloy steels can be used, on the one hand, to achieve the required jacket thickness reduce and, on the other hand, lower the costs of the system,

Die Eintritts- und Austrittsabschnitte der Gaskühler werden üblicherweise aus Legierungsstählen hergestellt, und zwar wegen der Temperatur und des Wasser stoffpartialdrucks im Rohgas. Rohrwerkstoffe sind üblicherweise aus den gleichen Gründen Legierungsstähle; allerdings können in manchen Fällen die letzten Durchgänge der zweiten Gaskühler stufe aus Kohlenstoffstahl bestehen. Der Strömungsverlauf zwischen den mantel- und rohrseitigen Fluiden kann Gegenstrom, Gleichstrom oder Kombinationen beider Strömungsarten sein.The inlet and outlet sections of the gas cooler are usually made of alloy steels, because of the temperature and the hydrogen partial pressure im Raw gas. Pipe materials are usually made of the same Reasons alloy steels; however, in some cases the last passes of the second gas cooler stage are made of carbon steel. The flow path between The jacket-side and pipe-side fluids can be countercurrent, cocurrent or a combination of both types of flow.

Die Größe des Wärmetauschers und damit dessen Kosten beeinflussende Faktoren sind u. a. Druckabfall, Gaszusammensetzung, Gas- und Kühlmittel-Durchsätze, der logarithmische Mittelwert der Temperaturunterschiede und Verschmutzungsfaktoren. Eine optimale Wärmetauscher-Auslegung ist die Funktion einer großen Anzahl der vorstehend erläuterten zusammenwirkenden Parameter.The size of the heat exchanger and thus its costs Factors include: Pressure drop, gas composition, gas and coolant flow rates, the logarithmic Average of temperature differences and pollution factors. An optimal heat exchanger design is that Function of a large number of the interacting parameters discussed above.

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Zwar kann jedes geeignete flüssige oder gasförmige Kühlmittel mantelseitig durch den Gaskühler geleitet werden, aber Kesselspeisewasser oder Dampf werden als Kühlmittel bevorzugt. Dadurch kann als Nebenprodukt Sattdampf oder Heißdampf mit einer Temperatur von ca. 271-482 0C und Drücken von angenähert 100 bar erzeugt werden, der entweder im System einsetzbar ist oder exportiert werden kann.Although any suitable liquid or gaseous coolant can be passed through the shell side of the gas cooler, boiler feed water or steam are preferred as the coolant. Characterized bar can be generated as a byproduct of saturated steam or superheated steam having a temperature of about 271-482 0 C and pressures of approximately 100, which is used either in the system or can be exported.

Durch das Führen des heißen feststoffhaltigen Gasstroms durch die geraden Rohre des erläuterten Gaskühlers werden gegenüber herkömmlichen Synthesegaskühlern mit Rohrschlangen die folgenden Vorteile erzielt: 1) Wärmeübertragung aufgrund geringerer Verschmutzung werden höhere Wärmeübertragungsleistungen erzielt; 2) Verschmutzung - aufgrund der Strömungsgeschwindigkeiten der heißen Gase durch die Rohre wird die Verschmutzung vermindert; die geraden Rohre erlauben mechanisches Reinigen; 3) Druckabfall - geringerer Druckverlust aufgrund einer verringerten Anzahl Biegungen und der geringeren Verstopfungsmöglichkeit; und k) Kosten verminderte Herstellungskosten durch einfachere Konstruktion,By guiding the hot, solids-containing gas flow through the straight tubes of the gas cooler explained, the following advantages are achieved compared to conventional synthesis gas coolers with tube coils: 1) heat transfer due to less pollution, higher heat transfer capacities are achieved; 2) pollution - pollution is reduced due to the flow velocities of the hot gases through the pipes; the straight pipes allow mechanical cleaning; 3) Pressure Drop - less pressure drop due to a reduced number of bends and less chance of clogging; and k) costs reduced manufacturing costs through simpler construction,

Der die Haupt-Gaskühlzone verlassende Gasstrom kann als Synthesegas, als reduzierendes Gas oder als Heizgas eingesetzt werden. Alternativ kann die im Gasstrom verbliebene Eigenwärme in einem oder mehreren Abgasvorwärmern, d. h. Wärmetauschern, durch Vorwärmung von Kesselspeisewasser ent-The gas stream leaving the main gas cooling zone can be used as synthesis gas, as reducing gas or as heating gas will. Alternatively, the inherent heat remaining in the gas flow can be stored in one or more exhaust gas preheaters, i. H. Heat exchangers, by preheating boiler feed water

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zogen werden. Weitere mitgeführte Feststoffteilchen können dann aus dem Gasstrom durch Waschen mit Wasser in einem Kohlenstoff wäscher entfernt werden. Dadurch wird die Konzentration an mitgeführten Feststoffen weiter auf weniger als 2 mg/m vermindert. Der aus dem Kohlenstoffwäscher austretende, mit Wasser gesättigte gereinigte Gasstrom wird anschließend entwässert. Der Gasstrom wird also durch indirekten Wärmeaustausch mit Kesselspeisewasser oder gereinigtem Heizgas auf eine Temperatur unterhalb des Taupunkts abgekühlt. Kondenswasser wird aus dem Gasstrom in einer Abscheidertrommel abgeschieden. Das Kondensat wird, gegebenenfalls unter Zumischung von Zusatzwasser, zum Kohlenstoffwäscher rückgeführt und als Endstufen-Waschmittel eingesetzt. Der aus dem Oberende der Abscheidertrommel austretende gereinigte Gasstrom hat eine Temperatur von ca. 93-316 0C, etwa ca. 135-204· 0C, z. B. ca. 171 °C. Ein Teil dieses gereinigten Gasstroms, und zwar ca. 0-80 Vol.-%, etwa ca. 30-60 Vol.-%, z. B. ca. 50 Vol.-%, wird auf einen höheren Druck als der Druck in der Vorkammer verdichtet. Der verdichtete Gasstrom wird im Kreislauf zur Vorkammer rückgeführt, wo er in die untere Abschreckkammer als Abschreckgas eingeführt wird. Der restliche gekühlte gereinigte Gasstrom wird als Produkjtgas vom Oberende der Abscheidertrommel abgezogen.be pulled. Further entrained solid particles can then be removed from the gas stream by washing with water in a carbon scrubber. This further reduces the concentration of entrained solids to less than 2 mg / m. The cleaned gas stream leaving the carbon scrubber and saturated with water is then dewatered. The gas flow is cooled to a temperature below the dew point by indirect heat exchange with boiler feed water or purified heating gas. Condensation water is separated from the gas flow in a separator drum. The condensate is returned to the carbon scrubber, optionally with the addition of additional water, and used as a final stage detergent. The emerging from the upper end of the discharge drum purified gas stream has a temperature of about 93 to 316 0 C, such as about 135 to 204 · 0 C, z. B. approx. 171 ° C. A portion of this purified gas stream, namely about 0-80% by volume, about 30-60% by volume, e.g. B. approx. 50 vol .-%, is compressed to a higher pressure than the pressure in the antechamber. The compressed gas stream is recirculated to the antechamber, where it is introduced into the lower quenching chamber as quenching gas. The remaining cooled, purified gas stream is withdrawn as product gas from the upper end of the separator drum.

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Wenn in der Gasumlenkkammer ein Anzapf gasstrom eingesetzt wird, wird dieser ebenfalls zusammen mit dem Hauptgasstrom in der Gaswaschzone gekühlt und gewaschen. Der Anzapfgasstrom, der vom Hauptgasstrom in der Gasumlenkkammer abgetrennt wird, wird durch den unteren Auslaß der Gasumlenkkammer und anschließend durch ein unter Wasser herausführendes, mit dem Auslaß verbundenes Tauchrohr geführt. Dadurch werden der Anzapfgasstrom und abgeschiedene geschmolzene Schlacke und/oder Feststoffteilchen in dem im Unterende der Abschreckkammer enthaltenen Wasser abgekühlt. Das Abschreckwasser kann eine Temperatur von ca. 10-316 0C haben. Gegebenenfalls kann das heiße Abschreckwasser auf seinem Weg zu einer Kohlenstoff-Rückgewinnungseinheit zum Vorwärmen eines oder mehrerer Speiseströme des Gaserzeugers durch indirekten Wärmeaustausch eingesetzt werden. Nach dem Abschrecken hat der Anzapfgasstrom eine Temperatur von ca. 93-316 °C.If a bleed gas flow is used in the gas deflection chamber, it is also cooled and washed together with the main gas flow in the gas scrubbing zone. The bleed gas flow, which is separated from the main gas flow in the gas deflection chamber, is passed through the lower outlet of the gas deflection chamber and then through a submerged pipe which leads out under water and is connected to the outlet. As a result, the bleed gas stream and separated molten slag and / or solid particles are cooled in the water contained in the lower end of the quenching chamber. The quench water may have a temperature of about 10 to 316 0 C. If necessary, the hot quenching water can be used on its way to a carbon recovery unit to preheat one or more feed streams of the gas generator by indirect heat exchange. After quenching, the bleeding gas flow has a temperature of approx. 93-316 ° C.

Im vorliegenden Verfahren ist eine Vielzahl von aschehaltigen brennbaren kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen einsetzbar. Die Bezeichnung kohlenstoffhaltiger Festbrennstoff, wie sie hier für verschiedene geeignete Aufgabematerialien verwendet wird, umfaßt 1) pumpfähige Suspensionen von kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen; 2) Gas-Feststoff-Suspensionen, z. B. feinvermahlene kohlenstoffhaltige Festbrennstoffe, die entweder in einem Temperatur-Mäßigungsgas, einem gasförmigen Kohlenwasserstoff oder einem freien Sauer-A large number of ash-containing, combustible, carbon-containing solid fuels can be used in the present process. The term carbonaceous solid fuel, as described here for various suitable input materials includes 1) pumpable suspensions of solid carbonaceous fuels; 2) gas-solid suspensions, z. B. finely ground carbonaceous solid fuels, either in a temperature moderating gas, a gaseous hydrocarbon or a free acidic

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stoff enthaltenden Gas dispergiert sind; und 3) Gas-Flüssigkeits-Feststoff -Dispersionen wie zerstäubten flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff oder Wasser und kohlenstoffhaltigen Festbrennstoff, die in einem Temperatur-Mäßigungsgas oder einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas dispergiert sind. Der kohlenstoffhaltige Festbrennstoff kann entweder für sich oder in Anwesenheit eines durch Wärme verflüssigbaren oder verdampf baren Kohlenwasserstoffs oder eines kohlenstoffhaltigen Materials und/ oder Wasser der Partialoxidation unterworfen werden. Alternativ kann der von Oberflächenfeuchtigkeit freie kohlenstoffhaltige Festbrennstoff von einem gasförmigen Träger wie Dampf, C0_, N?, Synthesegas oder einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas in den Gaserzeuger mitgenommen werden. Kohlenstoffhaltige Festbrennstoffe sind z. B, Kohle wie Steinkohle, Fettkohle, halbfette Kohle, Koks von Kohle und Braunkohle; Ölschiefer; Teersande; Petrolkoks; Asphalt; Pech; Kohlenstoff teilchen (Ruß); konzentrierter Klärschlamm; und Gemische dieser Materialien. Der kohlenstoffhaltige Festbrennstoff kann auf eine Teilchengröße von 12,5 mm (ASTM Ell-70 Sieve Designation Standard (SDS)) bis 75 um (Sieb-Nr. 200) vermählen werden. Pumpfähige Massen von kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen können einen Feststoffgehalt von ca. 25-65 Gew.-%, z. B. 45-60 Gew.-%, je nach den Eigenschaften des Brennstoffs und des Aufschlämmmediums, haben. Letzteres kann Wasser, flüssiger Kohlenwasserstoff oder beides sein.substance-containing gas are dispersed; and 3) gas-liquid-solid dispersions such as atomized liquid hydrocarbon fuel or water and carbonaceous solid fuel dispersed in a temperature moderating gas or a gas containing free oxygen. The carbon-containing solid fuel can be subjected to partial oxidation either by itself or in the presence of a heat-liquefiable or vaporizable hydrocarbon or a carbon-containing material and / or water. Alternatively, the carbonaceous solid fuel, which is free of surface moisture, can be supported by a gaseous carrier such as steam, C0_, N ? , Synthesis gas or a gas containing free oxygen can be taken into the gas generator. Carbon-containing solid fuels are z. B, coal such as hard coal, fat coal, semi-fat coal, coke of coal and brown coal; Oil shale; Tar sands; Petroleum coke; Asphalt; Bad luck; Carbon particles (soot); concentrated sewage sludge; and mixtures of these materials. The carbonaceous solid fuel can be ground to a particle size of 12.5 mm (ASTM Ell-70 Sieve Designation Standard (SDS)) to 75 μm (Sieve No. 200). Pumpable masses of carbonaceous solid fuels can have a solids content of approx. 25-65% by weight, e.g. B. 45-60 wt .-% depending on the properties of the fuel and the slurry medium. The latter can be water, liquid hydrocarbon, or both.

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Die Bezeichnung flüssiger Kohlenwasserstoff umfaßt im vorliegenden Zusammenhang die verschiedensten Materialien, z. B. verflüssigtes Petroleumgas, Erdöldestillate und -rückstände, Benzin, Naphtha, Kerosin, Roherdöl, Asphalt, Gasöl, Restöl, Teersand- und Schieferöl, von Kohle stammendes Öl, aromatische Kohlenwasserstoffe (z. B. Benzol-Toluol- und Xylolfraktionen), Kohlenteer, Kreislaufgasöl aus FCC-Verfahren, Furfurolextrakt von Kokergasöl, und Gemische derselben. Ferner umfaßt die Definition von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff angereicherte kohlenwasserstoffhaltige Stoffe wie Kohlenhydrate, Zellulosederivate, Aldehyde, organische Säuren, Alkohole, Ketone, mit Sauerstoff angereichertes Heizöl, Abwässer und Nebenprodukte aus chemischen Prozessen, die mit Sauerstoff angereicherte kohlenwasserstoff haltige organische Materialien enthalten, und Gemische derselben.The term liquid hydrocarbon includes im present context the most diverse materials, such. B. liquefied petroleum gas, petroleum distillates and - residues, gasoline, naphtha, kerosene, crude oil, asphalt, gas oil, residual oil, tar sand and shale oil, derived from coal Oil, aromatic hydrocarbons (e.g. benzene-toluene and xylene fractions), coal tar, cycle gas oil from FCC processes, furfural extract from coker gas oil, and Mixtures of the same. The definition of liquid hydrocarbons also includes oxygen-enriched ones substances containing hydrocarbons such as carbohydrates, cellulose derivatives, Aldehydes, organic acids, alcohols, ketones, fuel oil enriched with oxygen, waste water and by-products from chemical processes, the oxygen-enriched hydrocarbonaceous organic Contain materials, and mixtures thereof.

Der Einsatz eines Temperaturmoderators zur Mäßigung der Temperatur in der Reaktionszone des Gaserzeugers ist fakultativ und hängt normalerweise vom Kohlenstoff-/Wasserstoff-Verhältnis des Aufgabematerials und dem Sauerstoffgehalt des Oxidationsmittelstroms ab. Geeignete Temperaturmoderatoren sind z. B. H-O, hoch-CO_-haltiges Gas, flüssiges CO-, ein Teil des gekühlten gereinigten Abgases aus einer im Prozeß nachgeschalteten Gasturbine mit oder ohne Beimischung von Luft, Nebenprodukt-Stickstoff aus der Luft- The use of a temperature moderator to moderate the temperature in the reaction zone of the gas generator is optional and usually depends on the carbon / hydrogen ratio of the feed material and the oxygen content of the oxidant stream. Suitable temperature moderators are e.g. B. H-O, high-CO_-containing gas, liquid CO-, part of the cooled, cleaned exhaust gas from a gas turbine connected downstream in the process with or without admixture of air, by-product nitrogen from the air

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abscheidevorrichtung, die zur Erzeugung von im wesentlichen reinem Sauerstoff eingesetzt wird, und Gemische de.r vorgenannten Temperaturmoderatoren. Bei zuzuführenden Aufschlämmungen von Wasser und kohlenstoffhaltigem Festbrennstoff ist kein Temperaturmoderator erforderlich. Bei Auf schlämmungen von flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoffen und kohlenstoffhaltigem Festbrennstoff kann jedoch Dampf als Temperaturmoderator eingesetzt werden. Normalerweise wird ein Temperaturmoderator bei flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoffen und im wesentlichen reinem Sauerstoff eingesetzt. Der Temperaturmoderator wird in den Gaserzeuger als Beimischung entweder zu dem Speisestrom von kohlenstoffhaltigem Festbrennstoff oder dem freien Sauerstoff enthaltenden Strom oder zu beiden eingeführt. Alternativ kann der Temperaturmoderator in die Reaktionszone des Gaserzeugers durch eine gesonderte Leitung im Brenner eingeführt werden. Wenn zusätzliches H?0 entweder als Temperaturmoderator, als Aufschlämmedium oder beides in den Gaserzeuger eingeleitet wird, liegt das Gewichtsverhältnis des Zusatzwassers zu dem kohlenstoffhaltigen Festbrennstoff plus gegebenenfalls dem flüssigen kohlenwasserstoff haltigen Brennstoff bevorzugt im Bereich von ca. 0,2-0,5.separation device, which is used to generate essentially pure oxygen, and mixtures of the aforementioned temperature moderators. No temperature moderator is required for slurries of water and carbonaceous solid fuel to be fed. However, with slurries of liquid hydrocarbon fuels and carbonaceous solid fuel, steam can be used as a temperature moderator. Typically, a temperature moderator is used with liquid hydrocarbon fuels and essentially pure oxygen. The temperature moderator is introduced into the gas generator as an admixture with either or both of the solid carbonaceous fuel feed stream or the free oxygen containing stream. Alternatively, the temperature moderator can be introduced into the reaction zone of the gas generator through a separate line in the burner. If additional H ? 0 is introduced into the gas generator either as a temperature moderator, as a slurry medium or both, the weight ratio of the make-up water to the carbon-containing solid fuel plus, if applicable, the liquid hydrocarbon-containing fuel is preferably in the range of approx. 0.2-0.5.

Die Bezeichnung freien Sauerstoff enthaltendes Gas umfaßt im vorliegenden Zusammenhang Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft, d. h. mit mehr als 21 Mol-56 Sauerstoff, undThe term free oxygen-containing gas includes in the present context air, enriched with oxygen Air, d. H. with more than 21 mol-56 oxygen, and

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im wesentlichen reinen Sauerstoff, d. h. mit mehr als 95 Mol-% Sauerstoff (Rest N2 und Edelgase). Freien Sauerstoff enthaltendes Gas kann in den Brenner mit einer Temperatur von ca. Umgebungstemperatur bis 64-9 °C eingeführt werden. Das Atomverhältnis von freiem Sauerstoff im Oxidationsmittel zu Kohlenstoff im Speisestrom (O/C-Verhältnis) liegt bevorzugt im Bereich von ca. 0,7-1,5, z. B. ca. 0,85-1,2.essentially pure oxygen, ie with more than 95 mol% oxygen (remainder N 2 and noble gases). Gas containing free oxygen can be introduced into the burner at a temperature of approximately ambient to 64-9 ° C. The atomic ratio of free oxygen in the oxidizing agent to carbon in the feed stream (O / C ratio) is preferably in the range of about 0.7-1.5, e.g. B. approx. 0.85-1.2.

Die relativen Anteile von kohlenstoffhaltigem Festbrennstoff, gegebenenfalls flüssigem Kohlenwasserstoff-Brennstoff, Wasser oder einem anderen Temperaturmoderator und Sauerstoff in den dem Gaserzeuger zugeführten Speiseströmen werden sorgfältig eingestellt, so daß ein sehr großer Teil des Kohlenstoffs, z. B. wenigstens 80 Gew.-56, in Kohlenoxide, z. B. CO und'CO-, umgewandelt und eine autogene Reaktionszonen-Temperatur im Bereich von ca. 927-1704· 0C unterhalten wird. Z. B. wird bei einem Ausführungsbeispiel unter Einsatz eines Speisestroms aus einer Kohle-Wasser-Auf schlämmung ein mit Schlackenbildung arbeitender Gaserzeuger mit einer Temperatur von ca. 1260-1538 0C betrieben. Bei gleichem Brennstoff kann ein mit Flugascheanfall arbeitender Kohlevergaser mit einer niedrigeren Temperatur von ca. 927-1149 0C arbeiten. Der Druck in der Reaktionszone liegt im Bereich von ca. 10-200 bar. Die Verweilzeit in der Reaktionszone liegt bei ca. 0,5-50 s, z. B. ca. 1,0-10 s.The relative proportions of carbonaceous solid fuel, optionally liquid hydrocarbon fuel, water or another temperature moderator and oxygen in the feed streams supplied to the gas generator are carefully adjusted so that a very large part of the carbon, e.g. B. at least 80 wt. 56, in carbon oxides, e.g. B. CO und'CO-, converted and an autogenous reaction zone temperature in the range of about 927-1704 · 0 C is maintained. For example, in one embodiment, using a feed stream from a coal-water slurry with a working slagging gas producer at a temperature of about 1260-1538 0 C operated. With the same fuel one working with fly ash seizure coal gasifiers can operate of about 927-1149 0 C at a lower temperature. The pressure in the reaction zone is in the range from approx. 10-200 bar. The residence time in the reaction zone is about 0.5-50 s, e.g. B. approx. 1.0-10 s.

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Der aus dem Partialoxidations-Gaserzeuger austretende Gasstrom hat die folgende Zusammensetzung in Mol-%: 8,0-60,0 H2, 8,0-70,0 CO, 1,0-50,0 CO2, 2,0-50,0 H2O, 0-30,0 CH4, 0,0-2,0 H2S, 0,0-1,0 COS, 0,0-85,0 N2 und 0,0-2,0 A. In dem austretenden Gasstrom werden ca. 0,5-20 Gew.-% Kohlenstoff teilchen (bezogen auf das Gewicht des Kohlenstoffs in dem dem Gaserzeuger zugeführten Speisestrom) mitgeführt. Aus der Verschmelzung des Aschegehalts der Kohle resultierende geschmolzene Schlacke und/ oder Flugasche, Teilchen von Feuerfestmaterial von den Wandungen des Gaserzeugers und andere Feststoffteilchen können ebenfalls in dem aus dem Gaserzeuger austretenden Gasstrom mitgeführt werden.The gas stream emerging from the partial oxidation gas generator has the following composition in mol%: 8.0-60.0 H 2 , 8.0-70.0 CO, 1.0-50.0 CO 2 , 2.0- 50.0 H 2 O, 0-30.0 CH 4 , 0.0-2.0 H 2 S, 0.0-1.0 COS, 0.0-85.0 N 2 and 0.0-2 , 0 A. Approx. 0.5-20% by weight of carbon particles (based on the weight of the carbon in the feed stream fed to the gas generator) are carried along in the exiting gas stream. Molten slag and / or fly ash resulting from the amalgamation of the ash content of the coal, particles of refractory material from the walls of the gas generator and other solid particles can also be entrained in the gas stream exiting the gas generator.

Durch das vorliegende Verfahren werden folgende Vorteile erzielt: 1) Ca. 90-99,9 Gew.-% der geschmolzenen Schlacke und/oder Feststoffteilchen, die in dem aus dem Partialoxidations-Gaserzeuger austretenden heißen Gasstrom mitgeführt werden, sind abscheidbar. 2) Es wird im wesentlichen die gesamte Eigenwärme des aus dem Partialoxidations-Gaserzeuger austretenden heißen Rohgasstroms genutzt, wodurch der Wärmewirkungsgrad des Verfahrens erhöht wird. 3) Nebenprodukt-Dampf wird mit hoher Temperatur erzeugt. Der Dampf kann anderweitig im Verfahren, d. h. für Heizzwecke, für die Energieerzeugung oder im Gaserzeuger, eingesetzt werden. Alternativ kann ein Teil des Nebenprodukt-Dampfs exportiert werden, ή·) Geschmolzene Schlacke und/oderThe present process achieves the following advantages: 1) About 90-99.9 % by weight of the molten slag and / or solid particles that are entrained in the hot gas stream emerging from the partial oxidation gas generator can be separated off. 2) Essentially the entire inherent heat of the hot raw gas flow emerging from the partial oxidation gas generator is used, whereby the thermal efficiency of the process is increased. 3) By-product steam is generated at high temperature. The steam can be used elsewhere in the process, ie for heating purposes, for generating energy or in the gas generator. Alternatively, part of the by-product steam can be exported, ή ·) Molten slag and / or

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Teilchen des kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffs können in einfacher Weise vor dem Gaskühler abgeschieden werden. Dadurch wird eine Verschmutzung von Wärmeaustauscherflächen verhindert. 5) Es werden einer oder mehrere Gaskühler, bestehend aus Mantel und geraden Heizrohren, eingesetzt, die relativ kostengünstig herstellbar sind. Durch die Auslegung dieser Gaskühler können Wärmespannungen gleichmäßig auf die Rohrböden verteilt werden, die Reinigung und Wartung der Rohre wird vereinfacht, und die benötigte Grundfläche und die Höhe der Gaskühler werden minimiert.Particles of the carbonaceous solid fuel can be deposited in a simple manner in front of the gas cooler. This causes contamination of the heat exchanger surfaces prevented. 5) One or more gas coolers, consisting of a jacket and straight heating pipes, are used, which are relatively inexpensive to manufacture. By designing this gas cooler, thermal stresses can be uniform be distributed on the tube sheets, the cleaning and maintenance of the tubes is simplified, and the required The footprint and the height of the gas cooler are minimized.

Nachstehend wird insbesondere auf die Zeichnung Bezug genommen. Fig. 1 zeigt eine Einrichtung nach der Erfindung zum Abschrecken, Kühlen und Reinigen eines Feststoffe und Schlacke enthaltenden heißen Rohgasstroms, während die Fig. 2 bzw. 3 zwei Anlagen zeigen, in denen jeweils eine solche Einrichtung verwendet wird. Dabei sind gleiche Teile in den Anlagen nach den Fig. 2 und 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the following, reference is made in particular to the drawing. Fig. 1 shows a device according to the invention for quenching, cooling and cleaning a hot raw gas stream containing solids and slag, while Fig. Figures 2 and 3 respectively show two systems in each of which such a device is used. The same parts are in the systems according to FIGS. 2 and 3 are provided with the same reference numerals.

Nach den Fig. 2 und 3 wird durch die Leitung 1 eine Aufschlämmung von Steinkohle mit einem Durchmesser von 6,3 mm in Wasser mit einem Feststoffgehalt von 40 Gew.-% von einer Pumpe 2 durch die Leitung 3 in einen Wärmetauscher k gefördert. Die Temperatur des Kohleschlamms wird im Wärmetauscher k von Raumtemperatur auf ca. 93 °C erhöht, und zwar durch indirekten Wärmeaustausch mit Abschreckwasser.According to FIGS. 2 and 3, a slurry of hard coal with a diameter of 6.3 mm in water with a solids content of 40% by weight is conveyed by a pump 2 through line 3 into a heat exchanger k through line 1. The temperature of the coal sludge is increased in the heat exchanger k from room temperature to approx. 93 ° C, through indirect heat exchange with quenching water.

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Das Abschreckwasser tritt in den Wärmetauscher ^ durch die Leitung 5 ein und durch die Leitung 6 aus, nachdem es Wärme an den Kohleschlamm abgegeben hat. Der erwärmte Kohle schlamm wird dann durch die Leitung 7 und in den Ringdurchgang 8 des Brenners 9 geführt. Der Brenner 9 ist am oberen Einlaß 10 des Synthesegaserzeugers 11 angeordnet. Gleichzeitig wird ein freien Sauerstoff enthaltender Gasstrom, z. B. im wesentlichen reiner Sauerstoff, aus der Leitung 12 durch indirekten Wärmeaustausch mit Dampf im Wärmetauscher 13 erwärmt und strömt in den Gaserzeuger durch die Leitung 14· und die mittlere Leitung 15 des Brenners 9.The quenching water enters the heat exchanger ^ through the Line 5 in and out through line 6 after it has given off heat to the coal slurry. The warmed Coal sludge is then passed through line 7 and into annular passage 8 of burner 9. The burner 9 is arranged at the upper inlet 10 of the synthesis gas generator 11. At the same time a gas stream containing free oxygen, e.g. B. essentially pure oxygen, from the Line 12 is heated by indirect heat exchange with steam in the heat exchanger 13 and flows into the gas generator through the pipe 14 · and the central pipe 15 of the burner 9.

Der Synthesegaserzeuger 11 ist ein frei durchströmbarer Stahldruckbehälter mit folgenden Hauptabschnitten: einer Reaktionszone 16, einer Gasumlenkkammer 17 und einer Abschreckkammer 18. Die Reaktionszone 16 und die Gasumlenkkammer 17 sind an der Innenseite warmfest ausgekleidet. Alternativ können diese drei Hauptabschnitte aus zwei oder mehr gesonderten und zusammengeschalteten, in Strömungsverbindung stehenden Einheiten bestehen.The synthesis gas generator 11 is a freely flowable steel pressure vessel with the following main sections: one Reaction zone 16, a gas turning chamber 17 and a quenching chamber 18. The reaction zone 16 and the gas turning chamber 17 are lined with heat-resistant lining on the inside. Alternatively, these three main sections can consist of two or more separate and interconnected units in flow communication.

Die vertikale Mittenachse des oberen Einlasses 10 fluchtet mit der vertikalen Mittenachse des Gaserzeugers 11. Die an der Reaktion teilnehmenden Speiseströme treffen aufeinander, und die Partialoxidation erfolgt in der Reaktionszone 16. Ein heißer Rohgasstrom, der mitgeführte geschmol- The vertical center axis of the upper inlet 10 is aligned with the vertical center axis of the gas generator 11. The feed streams participating in the reaction meet, and the partial oxidation takes place in the reaction zone 16. A hot raw gas stream, the entrained molten

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zene Schlacke und/oder Feststoffteilchen einschließlich nichtumgewandelten Kohlenstoffs und Teilchen von feuerfestem Material enthält, strömt durch die axial fluchtende Öffnung 19 im Unterende der Reaktionszone 16 und tritt in eine größere Gasumlenkkammer 17 ein. Die Strömungsgeschwindigkeit und Richtung des heißen Gasstroms werden in der Gasumlenkkammer 17 abrupt geändert. Ein kleiner Teil, d. h. ein Anzapfstrom des Rohgases wird gegebenenfalls durch die untere Verengung 20 der Gasumlenkkammer 17 und ein Tauchrohr 21 in Wasser 22 abgezogen, das im Unterende der Abschreckkammer 18 vorhanden ist. Dadurch wird der Auslaß 20 offengehalten, ein Teil der geschmolzenen Schlacke und/ oder Feststoffteilchen wird abschreckgekühlt, und die Schlacke kann verfestigt werden. Periodisch werden Feststoffteilchen und Asche aus der Abschreckkammer 18 durch den unteren axial fluchtenden Auslaß 23, die Leitung 24, das Absperrorgan 25, die Leitung 26, den Schleusentrichter 27, die Leitung 28, das Absperrorgan 29 und die Leitung 3.0 abgezogen. Asche und andere Feststoffe werden vom Abschreckwasser durch einen Ascheförderer 31 und einen Sumpf 32 getrennt. Die Asche wird durch die Leitung 33 zum Einsatz als Füllstoff abgeführt. Abschreckwasser wird aus dem Sumpf durch die Leitung 3A-, die Pumpe 35 und die.Leitung 36 abgezogen und kann im Kreislauf zur Abschreckkammer rückgeführt werden. Ein Teil des Abschreckwassers wird vom Unterende der Abschreckkammer durch einen Auslaß 37 abgezogenzene slag and / or particulate matter including unconverted carbon and particles of refractory Contains material, flows through the axially aligned opening 19 in the lower end of the reaction zone 16 and occurs into a larger gas deflection chamber 17. The flow velocity and direction of the hot gas flow are in the gas deflection chamber 17 changed abruptly. A small part, i. H. a bleed stream of the raw gas is optionally withdrawn through the lower constriction 20 of the gas deflection chamber 17 and a dip tube 21 in water 22, which is in the lower end of the Quenching chamber 18 is present. This keeps the outlet 20 open, some of the molten slag and / or particulate matter is quench cooled and the slag can be solidified. Solid particles become periodically and ash from quench chamber 18 through lower axially aligned outlet 23, conduit 24, the shut-off element 25, the line 26, the lock funnel 27, the line 28, the shut-off element 29 and the line 3.0 deducted. Ash and other solids are removed from the quench water through an ash conveyor 31 and a sump 32 separated. The ash is discharged through line 33 for use as a filler. Quenching water is made from the Sump through the line 3A-, the pump 35 and the line 36 withdrawn and can be recycled to the quenching chamber. Some of the quench water is from the lower end withdrawn from the quench chamber through an outlet 37

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und durch die Leitung 5, wie bereits erläutert, in den Wärmetauscher 4 geleitet. Das Kohlenstoff enthaltende gekühlte Abschreckwasser in der Leitung 6 wird in eine herkömmliche Kohlenstoff abseheideeinheit (nicht gezeigt) zur Rückgewinnung des Abschreckwassers durch eine Leitung 38 geführt. Der wiedergewonnene Kohlenstoff wird dann dem Kohlenschlamm als Teil des Speisestroms zum Gaserzeuger zugefügt. Etwaiges Anzapfgas wird aus der Abschreckkammer 18 durch einen Seitenauslaß 39, die Leitung 40, ein Absperrorgan 41 und die Leitung 42 abgeführt.and passed through the line 5, as already explained, into the heat exchanger 4. The one containing carbon chilled quench water in line 6 is drained into a conventional carbon separation unit (not shown) for the recovery of the quenching water through a pipe 38 led. The recovered carbon is then added to the coal sludge as part of the feed stream to the gas generator added. Any bleed gas is discharged from the quenching chamber 18 through a side outlet 39, the line 40, a shut-off element 41 and the line 42 discharged.

Der die Gasumlenkkammer 17 verlassende heiße Rohgasstrom, aus dem ein Teil der geschmolzenen Schlacke und/oder der Feststoffteilchen abgeschieden ist, wird durch den warmfest ausgekleideten seitlichen Auslaßkanal 43 gelenkt und dann aufwärts durch eine warmfest ausgekleidete Übertragungsleitung 44 und einen Einlaß 45 der Vorkammer 46 gerichtet (Einzelheiten sind am besten aus Fig. 1 ersichtlich). Alternativ kann bei manchen Ausführungsformen dieser heiße Rohgasstrom durch einen Feststoff- und Schlacke-Vorabscheider 11A, z. B. einen herkömmlichen Schlackenfänger, geführt werden, bevor er in den Einlaß 45 eintritt (vgl. Fig. 1). Die Vorkammer 46 ist ein geschlossener zylindrischer vertikaler Stahldruckbehälter, dessen Inneres vollständig mit Feuerfestmaterial 47 ausgekleidet ist und der eine untere Feststoffabseheidekammer 48, eine damit koaxiale obere Feststoffabscheidekammer 49 und einen koaxialen warmfesten Drosselring 50 aufweist. Der Drosselring 50The hot raw gas flow leaving the gas deflection chamber 17, from which part of the molten slag and / or the Solid particles is deposited, is directed through the heat-resistant lined lateral outlet channel 43 and then up through a heat-resistant lined transmission line 44 and an inlet 45 of the antechamber 46 (details can best be seen from FIG. 1). Alternatively, in some embodiments, this may be hot Raw gas flow through a solids and slag pre-separator 11A, e.g. B. a conventional slag catcher out before it enters the inlet 45 (see. Fig. 1). The antechamber 46 is a closed cylindrical vertical one Steel pressure vessel, the interior of which is completely lined with refractory material 47 and the one lower solids separation chamber 48, one coaxial therewith upper solids separation chamber 49 and a coaxial one Has heat-resistant throttle ring 50. The throttle ring 50

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bildet einen zylindrischen Durchgang mit vermindertem Durchmesser zwischen der unteren Kammer 4-8 und der oberen Kammer 4-9. Die Vorkammer 46 weist ein konisches Unterende 51 auf, das in einen warmfest ausgekleideten koaxialen unteren Auslaß 52 konvergiert. Eine halbkugelige Kuppel 53 am Oberende des Behälters 46 weist einen warmfest ausgekleideten oberen Auslaß 5A- auf. Der Auslaß 54 ist mit der Vertikalachse des Behälters 46 koaxial. Zwei warmfest ausgekleidete gegenüberliegende koaxiale Einlaßdüsen 4-5 und 55 verlaufen durch die Behälterwandung und sind in die untere Kammer 48 gerichtet. Die Längsachse der Einlaßdüsen 4-5 und 55 bildet einen Winkel zwischen ca. 30 und 150 mit der vertikalen Mittenachse des Behälters 46, gemessen im Uhrzeigersinn von dieser Achse, und liegt in derselben Ebene. Bevorzugt beträgt dieser Winkel z. B. ca. 45 und ca. 60 . Die Einlaßdüse 4-5 zum Einleiten eines heißen Rohgasstroms ist nach oben gerichtet. Die Einlaßdüse 55 zum Einleiten eines Stroms von gereinigtem und vergleichsweise kühlerem Kreislauf-Abschreckgas ist nach unten gerichtet. In der Zeichnung sind zwar nur zwei Einlaßdüsen gezeigt, es können aber mehrere Paare vorgesehen sein.forms a cylindrical passage of reduced diameter between the lower chamber 4-8 and the upper one Chamber 4-9. The antechamber 46 has a conical lower end 51 which converges into a heat-resistant lined coaxial lower outlet 52. A hemispherical one Dome 53 at the top of the container 46 has a heat-resistant lined upper outlet 5A-. The outlet 54 is coaxial with the vertical axis of the container 46. Two opposed coaxial inlet nozzles lined with heat resistant coating 4-5 and 55 run through the container wall and are directed into the lower chamber 48. The longitudinal axis of the Inlet nozzles 4-5 and 55 form an angle between approx. 30 and 150 with the vertical center axis of the container 46, measured clockwise from that axis, and lies in the same plane. This angle is preferably z. B. approx. 45 and approx. 60. The inlet nozzle 4-5 for introducing a hot raw gas flow is directed upwards. The inlet nozzle 55 for introducing a stream of purified and comparatively cooler cycle quenching gas is directed downward. In the drawing there are only two inlet nozzles shown, but multiple pairs can be provided.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist in der oberen Kammer 49 wenigstens ein Zyklon 56, dessen vertikale Längsachse mit der Vertikalachse des Behälters 46 entweder pa-In the preferred embodiment is in the upper chamber 49 at least one cyclone 56, the vertical longitudinal axis of which either parallels the vertical axis of the container 46

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rallel oder koaxial verläuft, angeordnet. Jeder Zyklon ist hitzebeständig und abriebfest und weist einen Gaseinlaß 57 nahe dem oberen Teil der oberen Kammer auf. Wenn mehrere Zyklone verwendet werden, können diese in der Kammer gleichbeabstandet vorgesehen sein. Die Front des viereckigen Einlasses 57 des Zyklons 56 verläuft bevorzugt parallel zur Vertikalachse des Behälters 46. Der Einlaß ist so orientiert, daß er der Richtung des einströmenden Gases zugewandt ist. Damit kann der Zykloneinlaß bzw. können die Zykloneinlässe so orientiert sein, daß die Wirbelrichtung fortlaufend ist.runs parallel or coaxial, arranged. Each cyclone is heat-resistant and abrasion-resistant and has a gas inlet 57 near the top of the upper chamber. If multiple cyclones are used, these be provided equidistantly in the chamber. The front of the square inlet 57 of the cyclone 56 is preferred parallel to the vertical axis of the container 46. The inlet is oriented to face the direction of the inflowing Facing the gas. This means that the cyclone inlet or the cyclone inlets can be oriented in such a way that that the vortex direction is continuous.

Der Zyklon 56 ist von herkömmlicher Bauart mit einem zylindrischen Hauptteil, einem sich konisch verjüngenden unteren Abschnitt, einer Umlenkkammer, einer Austrittsdruckkammer, die an den oberen Auslaß 54 angeschlossen ist, einem Tauchrohr 58 und einem Absperrorgan nahe dem Unterende des Tauchrohrs. Das Tauchrohr 58 kann so versetzt angeordnet sein, daß es nahe der Wandung des Behälters 46 verläuft, wodurch vermieden wird, daß es die gemeinsame Längsachse der Einlaßdüsen 45 und 55 schneidet. Dadurch wird verhindert, daß das Tauchrohr von ungekühlten Schlacketeilchen kontaktiert wird bzw. diese sich am Tauchrohr ansammeln. Gekühltes gereinigtes Synthesegas wird durch den oberen Aus-laß 54 abgeführt. Feststoffteilchen werden durch den unteren Auslaß 52 über eine Leitung 59, ein Absperrorgan 60 und eine Lelfcung $\ ausgetragen, und in. eifven SoUlcusQU- The cyclone 56 is of conventional design with a cylindrical body, a conically tapered lower portion, a turning chamber, an exit pressure chamber connected to the upper outlet 54, a dip tube 58 and a valve near the bottom of the dip tube. The dip tube 58 can be offset so that it runs close to the wall of the container 46, whereby it is avoided that it intersects the common longitudinal axis of the inlet nozzles 45 and 55. This prevents the immersion tube from being contacted by uncooled slag particles or from accumulating on the immersion tube. Cooled, purified synthesis gas is discharged through the upper outlet 54. Solid particles are discharged through the lower outlet 52 via a line 59, a shut-off device 60 and a Lelfcung $ \ , and in. Eifven SoUlcusQU-

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Fakultativ sind 1-4· tangentiale Abschreckgaseinlässe 62 gleichbeabstandet um den Umfang des Behälters 46, z. B. nahe dem Oberende der unteren Kammer 48 und/oder dem Unterende der oberen Kammer 49, vorgesehen. Dadurch kann in den Behälter 46 eine zusätzliche Menge von gekühltem reinem Kreislauf-Abschreckgas eingeführt werden. Die im Uhrzeigersinn spiralförmige Strömungsrichtung des Kreislauf-Gasstroms trägt dazu bei, sämtliche Gase im Behälter nach oben zu richten. Außerdem wird dadurch ein kühler Gasstrom längs der Wandung des Behälters 46 aufrechterhalten, wodurch die warmfeste Auskleidung geschützt wird. Der gekühlte reine Kreislauf-Gasstrom, der in die Einlaßdüse 55 und gegebenenfalls in die tangentialen Einlasse 62 eingeleitet werden kann, enthält wenigstens einen Teil des gekühlten Reingasstroms aus der Leitung 63.Optional are 1-4 tangential quench gas inlets 62 equally spaced around the circumference of the container 46, e.g. B. near the top of the lower chamber 48 and / or the Lower end of the upper chamber 49 is provided. This allows an additional amount of cooled in the container 46 pure cycle quenching gas can be introduced. The clockwise spiral flow direction of the circulating gas stream helps direct all gases in the container upwards. It also makes a cooler Maintain gas flow along the wall of the container 46, whereby the heat-resistant lining is protected. The cooled, pure recycle gas stream entering the inlet nozzle 55 and possibly the tangential inlets 62 can be introduced, contains at least a portion of the cooled clean gas stream from the line 63.

Wenn die Feststoffkonzentration oder die Teilchengröße der Feststoffe in dem aus dem Behälter 46 aus dem oberen Auslaß 54 austretenden Gasstrom weiter vermindert werden soll, kann der Gasstrom in der Leitung 64 fakultativ in eine herkömmliche Feststoff-Abscheidezone 64A geleitet werden, die außerhalb des Behälters 46 liegen kann. Zu diesem Zweck können Zyklone, Aufprallabscheider, Sackfilter, elektrostatische Abscheider oder Kombinationen dieser Vorrichtungen eingesetzt werden. Sie sind der Vorkammer nachgeschaltet und liegen vor der Haupt-Gaskühlzone.When the solids concentration or the particle size of the Solids in the container 46 from the upper outlet 54 exiting gas flow is to be further reduced, the gas flow in line 64 can optionally be converted into a conventional solids separation zone 64A are passed, which can lie outside the container 46. For this purpose, cyclones, impact separators, bag filters, electrostatic Separators or combinations of these devices are used. They are connected to the antechamber and are in front of the main gas cooling zone.

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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der größte Teil der Eigenwärme des aus der Vorkammer austretenden Gasstroms in der Haupt-Gaskühlzone entzogen, die bevorzugt zwei vertikal angeordnete Wärmetauscher 65 und 66, bestehend jeweils aus Mantel und geraden Heizrohren, aufweist, die hintereinander geschaltet sind. Die beiden Gaskühler 65 und 66 weisen feste Rohrboden auf, und zwar einen unteren Rohrboden 61 und einen oberen Rohrboden 68. Beide Gaskühler 65 und 66 weisen einen mantelseitigen Durchgang auf; der Gaskühler 65 weist einen rohrseitigen Durchgang auf, während der Gaskühler 66 zwei rohrseitige Durchgänge aufweist.In the embodiment according to FIG. 2, most of the inherent heat of the gas flow exiting the antechamber is withdrawn in the main gas cooling zone, which preferably has two vertically arranged heat exchangers 65 and 66, each consisting of a jacket and straight heating pipes, which are connected in series . The two gas coolers 65 and 66 have fixed tube sheets, namely a lower tube sheet 61 and an upper tube sheet 68. Both gas coolers 65 and 66 have a passage on the jacket side; the gas cooler 65 has a pipe-side passage, while the gas cooler 66 has two pipe-side passages.

Der aus dem Behälter 4-6 oder gegebenenfalls aus einer zusätzlichen Feststoffabscheideeinheit (nicht gezeigt), die dem Behälter 4-6 nachgeschaltet ist, austretende heiße Gasstrom wird dadurch gekühlt, daß er aufwärts durch eine untere Einlaßdüse 69 in eine warmfest ausgekleidete untere Haube 70 mit ortsfestem Kopf, vorbei an dem unteren festen Rohrboden 67, durch ein Rohrbündel 71, bestehend aus einer Mehrzahl von parallelen geraden vertikalen Rohren, die in einem Mantel 72 positioniert sind, vorbei an dem oberen festen Rohrboden 68, in eine obere Haube 73 mit ortsfestem Kopf, durch Verbindungskanäle 74 und in die linke Seite 75 der oberen Haube 76 mit ortsfestem Kopf des zweiten Gaskühlers 66 geführt. Ein zentrales LeitblechThe hot gas stream emerging from the container 4-6 or optionally from an additional solids separation unit (not shown), which is connected downstream of the container 4-6, is cooled by moving it upwards through a lower inlet nozzle 69 into a heat-resistant lined lower hood 70 stationary head, past the lower fixed tube sheet 67, through a tube bundle 71 consisting of a plurality of parallel straight vertical tubes positioned in a jacket 72, past the upper fixed tube sheet 68, into an upper hood 73 with a stationary head , passed through connecting channels 74 and into the left side 75 of the upper hood 76 with the stationary head of the second gas cooler 66 . A central baffle

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unterteilt die obere Haube 76 in eine linke Hälfte 75 und eine rechte Hälfte 78. Der Gasstrom in der linken Hälfte 75 wird am oberen festen Rohrboden 68 vorbei nach unten durch die linke Reihe von parallelen geraden Rohren 79, durch den unteren festen Rohrboden 67, in die untere Haube 80 mit ortsfestem Kopf, aufwärts durch die rechte Reihe von parallelen geraden vertikalen Rohren 81, in die rechte Hälfte 78 der oberen Haube 76 mit ortsfestem Kopf und durch die obere Auslaßdüse 82 im ortsfesten Kopf in die Leitung 83 geführt. Feststoffteilchen, die in die unteren Köpfe 70 bzw. 80 der Gaskühler 65 bzw. 66 fallen, werden durch untere Auslässe, z. B. eine geflanschte Düse 8A- des Gaskühlers 66, abgezogen. In der Zeichnung ist eine zweckmäßige Anordnung zum Einleiten eines Kühlmittels, in diesem Fall Kesseispeisewasser, in jeden der beiden Gaskühler 65 und 66 dargestellt. Nebenprodukt-Dampf wird in den Gaskühlern 65 und 66 erzeugt und in der Dampftrommel 90 gespeichert. Kesseispeisewasser aus der Trommel 90 strömt durch die Leitung 91 und die Einlaßdüse 92 in die Mantelseite des Gaskühlers 65. Dampf wird aus dem Gaskühler 65 durch eine Auslaßdüse 93 abgezogen und durch eine Leitung 94- in die Dampftrommel 90 geführt. Gleichermaßen wird Kesseispeisewasser aus der Dampftrommel 90 durch die Leitung 95 und die Einlaßdüse 96 in die Mantelseite des Gaskühlers 66 geleitet. Dampf wird aus dem Gaskühler 66 durch die Auslaßdüse 97 abgezogen und in die Dampftrommel durch die Leitung 98 geleitet. Vorgewärmtes Kesselspeise-divides the upper hood 76 into a left half 75 and a right half 78. The gas flow in the left half 75 is past the upper fixed tube sheet 68 down through the left row of parallel straight tubes 79, through the lower fixed tube sheet 67, in the lower hood 80 with stationary head, passed upwards through the right row of parallel straight vertical tubes 81, into the right half 78 of the upper hood 76 with stationary head and through the upper outlet nozzle 82 in the stationary head into the conduit 83. Solid particles falling into the lower heads 70 and 80 of the gas coolers 65 and 66 , respectively, are discharged through lower outlets, e.g. B. a flanged nozzle 8A of the gas cooler 66, withdrawn. The drawing shows an expedient arrangement for introducing a coolant, in this case boiler feed water, into each of the two gas coolers 65 and 66 . By-product steam is generated in gas coolers 65 and 66 and stored in steam drum 90. Boiler feed water from drum 90 flows through line 91 and inlet nozzle 92 into the shell side of gas cooler 65. Steam is withdrawn from gas cooler 65 through outlet nozzle 93 and passed through line 94- into steam drum 90. Likewise, boiler feed water from the steam drum 90 is passed through the line 95 and the inlet nozzle 96 into the shell side of the gas cooler 66 . Steam is withdrawn from gas cooler 66 through outlet nozzle 97 and directed into the steam drum through line 98. Preheated boiler feed

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wasser wird durch die Leitung 99 in die Dampftrommel 90 eingeführt. Sattdampf wird aus der Dampftrommel 90 durch die Leitung 100 entnommen. Dieser Dampf kann anderweitig im Verfahren eingesetzt werden, z. B. als Wärmemedium im Wärmetauscher 13 oder als Temperaturmoderator im Gaserzeuger 11 oder als Arbeitsmittel in einer Dampfturbine (nicht gezeigt) zur Erzeugung von mechanischer und/oder elektrischer Energie. Alternativ kann der Sattdampf überhitzt werden.water is passed through line 99 into steam drum 90 introduced. Saturated steam is passed through the steam drum 90 the line 100 removed. This steam can be used elsewhere in the process, e.g. B. as a heat medium in Heat exchanger 13 or as a temperature moderator in the gas generator 11 or as a working medium in a steam turbine (not shown) for generating mechanical and / or electrical energy. Alternatively, the saturated steam get overheated.

Weitere mitgeführte Feststoffe und Eigenwärme werden aus dem *vom zweiten Gaskühler durch den Auslaß 82 und die Leitung 83 austretenden Gasstrom entfernt, indem der Gasstrom durch einen Abgasvorwärmer 101, eine Leitung 102 und in einen Kohlenstoffwäscher 103 geführt wird.Further entrained solids and inherent heat are from the * from the second gas cooler through the outlet 82 and the Line 83 removed the exiting gas stream by passing the gas stream through an exhaust gas preheater 101, a line 102 and fed into a carbon scrubber 103.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird der größte Teil der Eigenwärme des den Behälter bzw. die Vorkammer verlassenden Gasstroms in der Haupt-Gaskühlzone entnommen, die bei der bevorzugten Ausführungsform drei vertikal angeordnete Röhrenwärmetauscher 65, 66 und 67 mit Mantel und geraden Heizrohren umfaßt. Diese drei Gaskühler weisen feste Rohrboden, d. h. obere Rohrboden 68 und untere Rohrböden 69, auf. Während die Gaskühler 65 und 66 einen rohrseitigen und einen mantelseitigen Durchgang haben, weist der Gaskühler 67 zwei rohrseitige Durchgänge und einen mantelseitigen Durchgang auf.In the embodiment of FIG. 3, the largest Part of the inherent heat of the gas flow leaving the container or the antechamber is taken in the main gas cooling zone, in the preferred embodiment three vertically arranged Tubular heat exchangers 65, 66 and 67 with jacket and straight heating tubes includes. These three gas coolers show solid tube sheet, d. H. upper tube sheet 68 and lower tube sheet 69, on. While the gas cooler 65 and 66 have a pipe-side and a jacket-side passage, has the gas cooler 67 has two pipe-side passages and one jacket-side passage.

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Der heiße Gasstrom aus der Vorkammer 46 oder gegebenenfalls aus einer zusätzlichen Feststoffabscheideeinheit (nicht gezeigt), die der Vorkammer 4-6 nachgeschaltet ist, wird gekühlt, indem er aufwärts durch die Leitung 64 und die untere Einlaßdüse 70 des Gaskühlers 65 in die warmfest ausgekleidete untere Haube 71 mit ortsfestem Kopf, vorbei an dem unteren festen Rohrboden 69, durch das Rohrbündel 72, bestehend aus einer Mehrzahl von parallelen geraden vertikalen Rohren innerhalb eines Mantels 73, vorbei an dem oberen festen Rohrboden 68, in die obere Haube 74 mit ortsfestem Kopf, durch den oberen Auslaß 75 und in die Leitung 76 geführt wird. Das Kühlmittel im Gaskühler 65 ist Kesselspeisewasser und Sattdampf. Kesselspeisewasser aus der Dampftrommel 77 wird von einer Pumpe 78 durch Leitungen 79-81 und in den unteren Einlaß 82 der Mantelseite des Gaskühlers 65 gefördert. Sattdampf tritt aus der Mantelseite des Gaskühlers 65 durch den oberen Auslaß 83 aus und strömt durch die Leitung 84 in die Dampftrommel 77. Wenigstens ein Teil des Sattdampfs verläßt die Dampftrommel 77 durch die Leitung 85 und wird in den Gaskühler 66 als Kühlmittel durch die Leitung 86 und den Einlaß 87 geführt. Der eventuell verbleibende Sattdampf wird durch die Leitung 88, das Absperrorgan 89 und die Leitung 90 geleitet. Vorteilhafterweise kann dieser Dampf entweder im« Verfahren eingesetzt oder exportiert werden. Z. B. kann ein Teil dieses Dampfs als Wärmemedium im Wärmetauscher 13 eingesetzt werden,The hot gas flow from the antechamber 46 or optionally from an additional solids separation unit (not shown), which is connected downstream of the antechamber 4-6, is cooled by flowing upwards through the line 64 and the lower inlet nozzle 70 of the gas cooler 65 into the heat-resistant lined lower one Hood 71 with a fixed head, past the lower fixed tube sheet 69, through the tube bundle 72, consisting of a plurality of parallel straight vertical tubes within a jacket 73, past the upper fixed tube sheet 68, into the upper hood 74 with a stationary head, through upper outlet 75 and into line 76. The coolant in the gas cooler 65 is boiler feed water and saturated steam. Boiler feed water from the steam drum 77 is conveyed by a pump 78 through lines 79-81 and into the lower inlet 82 of the shell side of the gas cooler 65. Saturated steam exits the shell side of the gas cooler 65 through the upper outlet 83 and flows through the line 84 into the steam drum 77. At least a portion of the saturated steam leaves the steam drum 77 through the line 85 and enters the gas cooler 66 as coolant through the line 86 and the inlet 87 out. Any remaining saturated steam is passed through line 88, shut-off element 89 and line 90. This steam can advantageously either be used in the process or exported. For example, part of this steam can be used as a heat medium in the heat exchanger 13,

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Der größte Teil des teilgekühlten Gasstroms in der Leitung 76 wird in den vertikalen Gaskühler 66 als Wärmemedium zum Überhitzen von Sattdampf durch indirekten Wärmeaustausch geleitet. Das Gas tritt durch die Leitung 91, das Absperrorgan 92, die Leitung 93 und einen oberen Einlaß in die obere Haube 95 ein. Dann wird das Gas rohrseitig durch den oberen Rohrboden 68, abwärts durch das Bündel gerader paralleler Rohre 96 in dem Mantel 97, vorbei an dem unteren Rohrboden 69, durch die untere Haube 98 und durch den unteren Auslaß 99 hinaus in die Leitung 100 geführt. Sattdampf aus der Leitung 86 wird durch den Einlaß 87 des Gaskühlers 66 eingeführt und strömt mantelseitig nach oben. Nebenprodukt-Heißdampf wird durch den oberen Auslaß 4-61, die Leitungen 462, 463, das Absperrorgan 464 und die Leitung 465 entnommen. Der Nebenprodukt-Heißdampf kann innerhalb des Verfahrens z. B. als Arbeitsmedium in einer Expansionsturbine für die Erzeugung mechanischer oder elektrischer Energie eingesetzt werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird wenigstens ein Teil des Heißdampfs aus der Leitung 462 durch die Leitung 166, das Absperrorgan 167 und die Leitung 168 in eine außenbefeuerte Heizvorrichtung 169 geleitet, in der die Temperatur des zugeführten Heißdampfs erhöht wird. Nebenprodukt-Heißdampf mit höherer Temperatur verläßt die Heizvorrichtung 169 durch Leitungen 170 und 171. Die Uberhitzungstemperatur des Dampfs kann durch die Einspritzung von Wasser durch die Leitung 172, das Absperrorgan 173 und die Leitung 174 geregelt werden.Most of the partially cooled gas flow in line 76 is passed into vertical gas cooler 66 as a heat medium for superheating saturated steam by indirect heat exchange. The gas enters the upper hood 95 through line 91, valve 92, line 93 and an upper inlet. The gas is then passed on the tube side through the upper tube sheet 68, down through the bundle of straight parallel tubes 96 in the jacket 97, past the lower tube sheet 69, through the lower hood 98 and through the lower outlet 99 out into the line 100. Saturated steam from line 86 is introduced through inlet 87 of gas cooler 66 and flows upward on the shell side. By-product superheated steam is withdrawn through upper outlet 4-61, lines 462, 463, valve 464 and line 465. The by-product superheated steam can, within the process, e.g. B. can be used as a working medium in an expansion turbine for generating mechanical or electrical energy. In another embodiment, at least a portion of the superheated steam from the line 462 is passed through the line 166, the shut-off element 167 and the line 168 into an externally fired heating device 169, in which the temperature of the superheated steam supplied is increased. Higher temperature by-product superheated steam leaves heater 169 through lines 170 and 171. The superheating temperature of the steam can be controlled by injecting water through line 172, valve 173 and line 174.

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Bei einer Ausführungsform wird der den Gaskühler 65 verlassende Gasstrom für die Feineinstellung zum Erhöhen der Temperatur des Gasstroms, der den Gaskühler 66 durch die Leitung 100 verläßt, eingesetzt. Dies wird erreicht, indem ein kleiner Teil des Gasstroms in der Leitung 76 durch die Leitung 175, das Absperrorgan 176 und die LeitungIn one embodiment, the one exiting gas cooler 65 is Gas flow for fine adjustment to increase the temperature of the gas flow passing through the gas cooler 66 the line 100 leaves, used. This is achieved by removing a small portion of the gas flow in line 76 through the line 175, the shut-off device 176 and the line

177 geführt wird und die beiden Gasströme in der Leitung177 is performed and the two gas streams in the line

178 vermischt werden.178 are mixed.

Zusätzlicher Sattdampf kann im Gaskühler 67 erzeugt werden, indem der Gasstrom in der Leitung 178 durch die Leitung 179, den unteren Einlaß 180 in die linke Seite 181 der unteren Haube 182, aufwärts am unteren festen Rohrboden 69 vorbei, aufwärts durch den linken Durchgang auf der Rohrseite 183, in die obere Haube 184·, abwärts durch den rechten Durchgang auf der Rohrseite 185, in die rechte Seite 186 der unteren Haube 182 und durch den unteren Auslaß 187 in die Leitung 188 geführt wird. Der Gasstrom wird in indirektem Wärmeaustausch mit einem Teil des Kesselspeisewassers in der Leitung 80 aus der Dampftrommel 77 geführt. Das Kesselspeisewasser wird durch die Leitung 200, das Absperrorgan 201, die Leitung 202 und den unteren Einlaß 203 in die einen Durchgang aufweisende Mantelseite des Gaskühlers 67 geführt. Sattdampf verläßt den Gaskühler 67 durch den oberen Auslaß 20A- und wird durch die Leitung 205 in die Dampftrommel 77 geführt.Additional saturated steam can be generated in gas cooler 67 by gas flow in line 178 through line 179, lower inlet 180 into left side 181 of lower hood 182, up past lower solid tube sheet 69 , up through left passage on FIG Tube side 183, into the upper hood 184, down through the right passage on the tube side 185, into the right side 186 of the lower hood 182 and through the lower outlet 187 into the line 188. The gas stream is conducted in the line 80 from the steam drum 77 in indirect heat exchange with part of the boiler feed water. The boiler feed water is fed through the line 200, the shut-off element 201, the line 202 and the lower inlet 203 into the jacket side of the gas cooler 67 having a passage. Saturated steam leaves the gas cooler 67 through the upper outlet 20A- and is fed through the line 205 into the steam drum 77.

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Feststoffteilchen, die in die unteren Hauben 71 bzw. 98 bzw. 182 der Gaskühler 65 bzw. 66 bzw. 61 fallen, können durch untere Auslässe, z. B. den geflanschten Auslaß 206 des Gaskühlers 67, abgezogen werden.Solid particles that fall into the lower hoods 71 or 98 or 182 of the gas cooler 65 or 66 or 61 can pass through lower outlets, e.g. B. the flanged outlet 206 of the gas cooler 67, are withdrawn.

Ein Dampfeinspritz-Hilfssystem ist vorgesehen, um die Temperatur des in die Gaskühler 66 und 67 einströmenden Gases zu regeln. Die Temperatur des in den Gaskühler 66 durch die Leitung 93 einströmenden Gases wird erfaßt, und ein Temperaturgeber aktiviert einen Temperaturregler 190, der ein Ventil 191 öffnet, das die Dampfmenge aus den Leitungen 192 und 193, die zum Kühlen des Gasstroms aus der Leitung 76 erforderlich ist, einstellt.An auxiliary vapor injection system is provided to control the temperature of the gas entering gas coolers 66 and 67. The temperature of the gas flowing into the gas cooler 66 through the line 93 is sensed and a temperature sensor activates a temperature controller 190 which opens a valve 191, the amount of steam from the lines 192 and 193 required to cool the gas flow from the line 76 is hiring.

Gleichermaßen wird die Temperatur des in den Gaskühler 67 durch die Leitung 179 einströmenden Gases erfaßt, und ein Temperaturgeber aktiviert einen Temperaturregler 19A-, der ein Ventil 195 öffnet, das die Dampfmenge aus den Leitungen 196 und 197, die zum Kühlen des Gasstroms aus der Leitung 178 erforderlich ist, einstellt. Vorteilhafterweise wird der Dampf für den Betrieb des Dampfeinspritz-Hilfssystems intern erzeugt.Likewise, the temperature of the in the gas cooler 67 detected through the line 179 inflowing gas, and a temperature sensor activates a temperature controller 19A-, the a valve 195 opens, which controls the amount of steam from lines 196 and 197, which is used to cool the gas flow from the line 178 is required. Advantageously, will the steam for the operation of the auxiliary steam injection system generated internally.

Weitere mitgeführte Feststoffe und Eigenwärme werden dem Gasstrom, der den Gaskühler 67 durch den Auslaß 187 und die Leitung 188 verläßt, dadurch entzogen, daß der GasstromMore entrained solids and inherent heat are the gas flow, the gas cooler 67 through the outlet 187 and the Leaves line 188, thereby withdrawn in that the gas stream

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durch einen Abgasvorwärmer 101, eine Leitung 102 und in einen Kohlenstoffwäscher 103 geleitet wird.is passed through an exhaust gas preheater 101, a line 102 and into a carbon scrubber 103.

Bei beiden Ausführungsbeispielen umfaßt der Kohlenstoffwäscher 103 einen zwei Abschnitte aufweisenden Behälter mit einer oberen Kammer 104-, und einer unteren Kammer 105. Der Gasstrom in der Leitung 102 wird durch den Einlaß 106 in die untere Kammer 105 und dann durch ein Tauchrohr 107 in ein Wasserbad 108 im Unterende der unteren Kammer 105 geführt. Der einmal gewaschene Gasstrom verläßt die untere Kammer 105 durch den Auslaß 109 und wird durch Leitungen 110 und 111 in einen Venturi-Wäscher 112 geleitet. Dort wird der Gasstrom mit Wasser aus der Leitung 116 gewaschen. Der gewaschene Gasstrom aus dem Venturi-Wäscher 112 wird in die obere Kammer 104 durch die Leitung 117 und den Einlaß 118 geleitet. Durch das Tauchrohr 119 wird der Gasstrom anschließend in ein Wasserbad 120 geleitet und gewaschen. Vor dem Verlassen der oberen Kammer 104 durch den oberen Auslaß 121 im Oberende der Kammer 104 kann der Gasstrom nochmals durch Sprühwasser 122 oder durch einen Waschboden (nicht gezeigt) gewaschen werden. Z. B. kann Kondensat 123 aus dem Unterende der Abscheidertrommel 124 durch die Leitung 125 geführt und durch den Einlaß in die Sprühvorrichtung 122 geleitet werden. Wasser aus dem Wasserbad 120 wird durch die Leitung 127, den Auslaß 128, die Leitung 129, die Pumpe 130, Leitungen 131 und 132, den EinlaßIn both embodiments, the carbon scrubber comprises 103 a two-section container with an upper chamber 104-, and a lower chamber 105. The Gas flow in line 102 is through inlet 106 into lower chamber 105 and then through dip tube 107 in a water bath 108 is guided in the lower end of the lower chamber 105. The gas stream, which has been washed once, leaves the lower one Chamber 105 through outlet 109 and is passed through lines 110 and 111 into a venturi scrubber 112. there the gas stream is washed with water from line 116. The scrubbed gas stream from venturi scrubber 112 becomes into upper chamber 104 through line 117 and the inlet 118 headed. The gas stream is then passed through the immersion tube 119 into a water bath 120 and washed. Before exiting the upper chamber 104 through the upper outlet 121 in the upper end of the chamber 104 can the gas stream can be washed again by spray water 122 or by a wash tray (not shown). E.g. For example, condensate 123 may be passed from the lower end of separator drum 124 through line 125 and through the inlet be passed into the spray device 122. Water from the water bath 120 is passed through line 127, outlet 128, the Line 129, the pump 130, lines 131 and 132, the inlet

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Il -Il -

133 und die Leitung 134 in die Abschreckkammer 18 geleitet. Ein Teil des Wassers in der Leitung 131 kann im Kreislauf zur unteren Kammer 105 des Gaswäschers 103 durch die Leitung 135, das Absperrorgan 136, die Leitungen 137 und 138 und den Einlaß 139 rückgeführt werden. Ein weiterer Teil des Wassers in der Leitung 137 wird durch die Leitung IA-O geleitet und mit Zusatzwasser von der Leitung 14-1, dem Absperrorgan 14-2 und der Leitung 14-3 in der Leitung 116 vermischt. Das Wasser in der Leitung 116 wird in den Venturiwäscher 112 eingeführt, wie bereits erläutert wurde. Dispergierte Feststoffe 108 enthaltendes Wasser vom Unterende der Kammer 105 wird durch den Auslaß 14-4, die Leitung 14-5, das Absperrorgan 14-6, die Leitung 147 geleitet und in der Leitung 38 mit der Wasserdispersion aus der Leitung 6 vermischt. Die Wasserdispersion in der Leitung 38 wird einer herkömmlichen Kohlenstoff-Rückgewinnungsvorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt, in der das Wasser von den mitgeführten Feststoffen getrennt wird. Das rückgewonnene Wasser wird als Zusatzwasser zum System rückgeführt. Das Zusatzwasser kann an verschiedenen Stellen, z. 3. durch die Leitung 14-1, wie erwähnt, eingeführt werden.133 and line 134 into the quench chamber 18. Some of the water in line 131 can be in the Circuit to the lower chamber 105 of the gas scrubber 103 through the line 135, the shut-off element 136, the lines 137 and 138 and inlet 139 are returned. Another part of the water in line 137 is through the line IA-O passed and with make-up water from line 14-1, the The shut-off element 14-2 and the line 14-3 in the line 116 are mixed. The water in line 116 is introduced into venturi scrubber 112 as previously discussed. Water containing dispersed solids 108 from the bottom of chamber 105 is passed through outlet 14-4, the conduit 14-5, the shut-off element 14-6, the line 147 and in the line 38 mixed with the water dispersion from the line 6. The water dispersion in line 38 is a conventional carbon recovery device (not shown) fed, in which the water is separated from the entrained solids. The recovered Water is returned to the system as make-up water. The make-up water can be used in various places, e.g. 3. through the line 14-1, as mentioned, can be introduced.

Der gereinigte Gasstrom, der die obere Kammer 104 des Kohlenstoff Wäschers 103 durch den oberen Auslaß 121 und die Leitung 155 verläßt, wird durch den Vorwärmer 156 geführt, in dem es auf eine Temperatur unterhalb des Taupunkts gekühlt wird. Der nasse Gasstrom strömt durch die Leitung 157 in die Ab-The purified gas stream that makes up the upper chamber 104 of the carbon Washer 103 leaves through the upper outlet 121 and line 155, is passed through the preheater 156, in which it is cooled to a temperature below the dew point. The wet gas stream flows through line 157 into the waste

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scheidertrommel 124·, in der das Kondenswasser aus dem Gasstrom abgeschieden wird. Ein gekühlter und gereinigter Produktgasstrom tritt aus der Abscheidertrommel 124- durch die Leitungen 158 und 159 aus. Fakultativ - aber bevorzugt, wenn der Gaserzeuger 11 mit Schlackenanfall arbeitet ■ wird ein Teil dieses gekühlten und gereinigten Produktgasstroms durch die Leitung 160, das Absperrorgan 161, die Leitung 162, den Gasverdichter 163 geführt und im Kreislauf als Abschreckgasstrom zur unteren Kammer 4-8 des Behälters 4-6 durch die Leitung 63 und den Einlaß 55 sowie gegebenenfalls durch die tangentialen Gaseinlässe 62 rückgeführt.separator drum 124 ·, in which the condensed water from the gas flow is deposited. A cooled and purified product gas stream emerges from the separator drum 124- lines 158 and 159. Optional - but preferred if the gas generator 11 works with slag accumulation a part of this cooled and purified product gas stream through the line 160, the shut-off element 161, the Line 162, the gas compressor 163 out and in the circuit as a quenching gas flow to the lower chamber 4-8 of the container 4-6 through the line 63 and the inlet 55 and optionally through the tangential gas inlets 62.

Zusätzliches Kesselspeisewasser zum Kühlen der Rohrwärme- -tauscher 65 und 66 mit Mänteln und geraden Rohren wird dadurch vorgewärmt, daß es durch die Leitung 164-, als Kühlmittel durch den Speisewasservorwärmer 156, durch die Leitung 165, als Kühlmittel durch den Speisewasservorwärmer 101, durch die Leitung 99 und in die Dampftrommel 90 geleitet wird. Von dort wird das Kesselspeisewasser, wie erläutert, auf die Gaskühler 65 und 66 verteilt.Additional boiler feed water for cooling the tube heat - exchangers 65 and 66 with coats and straight tubes is thereby preheated that the through line 164-, as coolant through the feedwater preheater 156, through line 165, as a coolant through the feedwater preheater 101, by Line 99 and into the steam drum 90 is passed. From there, the boiler feed water is distributed to the gas coolers 65 and 66, as explained.

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Claims (1)

=3 O ? A 4 6= 3 O? A 4 6 PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Partialoxidation von Asche enthaltenden kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen zur Gewinnung eines gereinigten Stroms von Synthesegas, Heizgas oder reduzierendem Gas1. Process for the partial oxidation of ash containing carbonaceous solid fuel for the production of a purified stream of synthesis gas, heating gas or reducing gas gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:characterized by the following steps: 1) Umsetzen von Teilchen des Festbrennstoffs mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas mit oder ohne Temperaturmoderator in einem warmfest ausgekleideten Fallstrom-Gaserzeuger bei einer Temperatur von ca. 927-17(H 0C und einem Druck von ca. 10-200 bar zur Gewinnung eines Rohgasstroms aus H-, CO, CO- und wenigstens einem der Stoffe H_0, H-S, COS, CH., NH , N- oder A, der geschmolzene Schlacke und/oder Feststoffteilchen enthält;1) Reacting particles of the solid fuel with a gas containing free oxygen with or without a temperature moderator in a heat-resistant lined downdraft gas generator at a temperature of approx. 927-17 (H 0 C and a pressure of approx. 10-200 bar to obtain a Raw gas stream of H-, CO, CO- and at least one of the substances H_0, HS, COS, CH., NH, N- or A, which contains molten slag and / or solid particles; 2) Führen des Rohgasstroms durch eine wärmeisolierte Übertragungsleitung und einen ersten Gaseinlaß in die untere Kammer einer Gas-Feststoff-Abscheidezone, die umfaßt: 2) Passing the raw gas flow through a heat-insulated transmission line and a first gas inlet into the lower chamber of a gas-solids separation zone comprising: - einen geschlossenen vertikalen zylindrischen wärmeisolierten Druckbehälter mit der unteren Kammer, die mit der vertikalen Mittenachse des Druckbehälters koaxial ist,und mit einer koaxialen oberen Kammer in- a closed vertical cylindrical thermally insulated Pressure vessel with the lower chamber that is coaxial with the vertical center axis of the pressure vessel, and with a coaxial upper chamber in 030065/0761030065/0761 ORK3INAL INSPECTEDORK3INAL INSPECTED Strömungsverbindung mit der unteren Kammer, wobei die untere und die obere Kammer über einen koaxialen Drosselring-Durchgang miteinander verbunden sind, wobei ein Teil der Schlacke und/oder der Feststoffteilchen durch Schwerkraft abgeschieden wird und zum Unterende der unteren Kammer fällt;Flow connection with the lower chamber, wherein the lower and upper chambers are connected to one another via a coaxial throttle ring passage, wherein a part of the slag and / or the solid particles is separated by gravity and for The lower end of the lower chamber falls; 3) Führen des Gasgemischs aus der unteren Kammer aufwärts durch den Drosselring-Durchgang in die obere Kammer im Gegenstrom mit Schlacketröpfchen und ggf. weiter in eine in der oberen Kammer positionierte Gas-Feststoff Abscheideeinheit; 3) Passing the gas mixture from the lower chamber upwards through the throttle ring passage into the upper chamber in the Countercurrent with slag droplets and possibly further into a gas-solid separation unit positioned in the upper chamber; 4) Abscheiden von Schlacke und/oder Feststoffteilchen aus dem Gasgemisch in der oberen Kammer und Abziehen derselben aus dem Behälter durch einen Auslaß im Boden der unteren Kammer; und4) Separation of slag and / or solid particles the gas mixture in the upper chamber and withdrawing it from the container through an outlet in the bottom the lower chamber; and 5) Entnehmen von gereinigtem Gas aus der oberen Kammer und Abführen des Gases durch einen Auslaß am Oberende des vertikalen Druckbehälters.5) Withdrawing purified gas from the upper chamber and discharging the gas through an outlet at the top of the vertical pressure vessel. 2. Verfahren nach Anspruch 1,2. The method according to claim 1, gekennzeichnet durch folgenden zusätzlichen Schritt: gleichzeitiges Leiten eines entgegengesetzt gerichteten Stroms von gekühltem und gereinigtem Kreislaufgas durch einen mit dem ersten Gaseinlaß koaxialen zweiten Gaseinlaß in die untere Kammer zur Bildung eines durchwirbelten Gasgemischs beim Aufeinandertreffen beider Gasströme,characterized by the following additional step: simultaneous routing of an oppositely directed Flow of cooled and purified cycle gas through a second gas inlet coaxial with the first gas inlet into the lower chamber to form a swirled gas mixture when the two gas flows meet, 03Ö06S/G76103Ö06S / G761 - wobei in dem heißen Gasstrom mitgeführte geschmoizene Schlacke unter die Formänderungs-Anfangstemperatur gekühlt, durch Schwerkraft abgeschieden wird und zum Unterende der unteren Kammer fällt.- the molten slag entrained in the hot gas stream below the initial deformation temperature is cooled, separated by gravity and falls to the bottom of the lower chamber. 3. Verfahren nach Anspruch 2,3. The method according to claim 2, gekennzeichnet durchmarked by Einleiten eines Teils des gereinigten Gasstroms aus SchrittIntroducing a portion of the purified gas stream from step 5) unter weiterer Kühlung und mit oder ohne weitere nachgeschaltete Reinigung in die untere Kammer in Schritt 2) als wenigstens einen Teil des Kreislaufgases.5) with further cooling and with or without further downstream Purification in the lower chamber in step 2) as at least part of the cycle gas. 4-. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,4-. Method according to claim 2 or 3, characterized, daß in Schritt 2) der heiße Gasstrom sowie der gekühlte und gereinigte Kreislauf-Gasstrom in die untere Kammer durch eine Mehrzahl Paare von ersten und zweiten koaxialen, entgegengesetzt gerichteten Einlassen eingeleitet werden.that in step 2) the hot gas stream and the cooled and cleaned circulating gas stream into the lower chamber introduced by a plurality of pairs of first and second coaxial, oppositely directed inlets will. ζ. Verfahren nach Anspruch Ί·, ζ. Method according to claim Ί, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Längsachse des ersten und des zweiten koaxialen, entgegengesetzt gerichteten Einlasses in derselben Ebene wie die vertikale Mittenachse des Druckbehälters liegt, und daß die Längsachse mit der vertikalen Mittenachse,that the longitudinal axis of the first and second coaxial, oppositely directed inlet is in the same plane how the vertical center axis of the pressure vessel lies, and that the longitudinal axis coincides with the vertical center axis, G3Ö06S/0761G3Ö06S / 0761 •If·• If im Uhrzeigersinn von dieser ausgehend, einen Winkel von ca. 30-150° bildet.clockwise starting from this, an angle of forms approx. 30-150 °. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, gekennzeichnet durch6. The method according to any one of claims 2-5, characterized by den weiteren Schritt einer Verdichtung des gereinigten Kreislaufgasstroms auf einen höheren Druck als in der unteren Kammer vor Einleitung dieses Gasstroms in Schritt 2) in die untere Kammer.the further step of compressing the purified circulating gas stream to a higher pressure than in the lower chamber before introducing this gas flow in step 2) into the lower chamber. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch7. The method according to any one of the preceding claims, characterized by den weiteren Schritt des Einleitens eines Teils des gekühlten und gereinigten Gasstroms in das Oberende der unteren Kammer und/oder das Unterende der oberen Kammer durch tangentiale Einlasse.the further step of introducing a portion of the cooled and purified gas stream into the top of the lower chamber and / or the lower end of the upper chamber through tangential inlets. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch8. The method according to any one of the preceding claims, characterized by den weiteren Schritt des Einleitens eines Teils des gereinigten Gasstroms aus Schritt 5) in einen Gaskühler in indirektem Wärmeaustausch mit H-O zur Erzeugung von Dampf.the further step of introducing part of the purified gas stream from step 5) into a gas cooler in indirect heat exchange with H-O to generate steam. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, daß die obere Kammer der Gas-Feststoff-Abscheidezone in Schritt 2) wenigstens eine Gas-Feststoff-Abscheideeinheitthat the upper chamber of the gas-solids separation zone in Step 2) at least one gas-solid separation unit 030065/0761030065/0761 aufweist, die ein Ein- oder Mehrstufenzyklon, ein Gas-Aufprallabscheider, ein Filter oder Kombinationen dieser Vorrichtungen ist.has a single or multi-stage cyclone, a gas impact separator, is a filter or combinations of these devices. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Führen des Rohgasstroms aus Schritt .1) abwärts durch den mittigen Auslaß im Unterende der Reaktionszone in eine wärmeisolierte Gasumlenkkammer, die einen Seiten- und einen unteren Auslaß aufweist; Schwerkraft-Abscheiden von geschmolzener Schlacke und/ oder Feststoffteilchen aus dem Gasstrom; Führen von ca. 0-20 Vol.-% des Gasstroms als Anzapfgas zusammen mit den abgeschiedenen Stoffen durch den unteren Auslaß der Gasumlenkkammer in einen darunter befindlichen Schlackenraum, und Führen des übrigen Gasstroms durch einen seitlichen Auslaßkanal in der Gasumlenkkammer direkt in die wärmeisolierte Übertragungsleitung.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the further steps: Passing the raw gas stream from step .1) down through the central outlet in the lower end of the reaction zone in a thermally insulated gas turning chamber having a side and a lower outlet; Gravity separation of molten slag and / or solid particles from the gas stream; Leading approx. 0-20% by volume of the gas flow as bleeding gas together with the separated substances through the lower Outlet of the gas deflection chamber into a slag chamber located below, and the rest of the gas flow is passed through a side outlet channel in the gas deflection chamber directly into the heat-insulated transmission line. 11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
11. The method according to claim 10,
characterized,
daß der Schlackenraum im Unterende ein Abschreck-Wasserbad enthält.that the slag space in the lower end contains a quenching water bath. 12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
12. The method according to claim 11,
characterized,
030065/0761030065/0761 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED daß die abgeschiedene geschmolzene Schlacke und/oder die Feststoffteilchen mit oder ohne Anzapfgas durch ein Tauchrohr in das Abschreckwasser geführt werden.that the separated molten slag and / or the solid particles with or without bleeding gas through a Immersion tube can be led into the quenching water. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Kühlen des Gasstroms aus Schritt 5) in einer Haupt-Gaskühlzone und Erzeugen von Nebenprodukt-Dampf durch Führen des Gasstroms in indirektem Wärmeaustausch mit vorgewärmtem Kesselspeisewasser13. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the further steps: Cooling the gas stream from step 5) in a main gas cooling zone and generating by-product vapor by conducting of the gas flow in indirect heat exchange with preheated boiler feed water - zuerst aufwärts durch die Rohre eines vertikalen Hochtemperatur-Gaskühlers mit Mantel und geraden Heizrohren, der warmfest ausgekleidete Ein- und Auslaßabschnitte, einen mantel- und einen rohrseitigen Durchgang sowie feste Rohrboden hat,- first up through the tubes of a vertical high temperature gas cooler with jacket and straight heating pipes, the heat-resistant lined inlet and outlet sections, has a jacket-side and a tube-side passage as well as a fixed tube sheet, - dann abwärts durch die Rohre im ersten rohrseitigen Durchgang eines vertikalen Niedertemperatur-Gaskühlers mit Mantel und geraden Heizrohren, der zwei rohrseitige Durchgänge und einen mantelseitigen Durchgang sowie feste Rohrboden hat, und- Then down through the tubes in the first tube-side passage of a vertical low-temperature gas cooler with jacket and straight heating pipes, the two pipe-side passages and one jacket-side passage as well as fixed ones Has tube sheet, and - dann aufwärts durch die Rohre im zweiten rohrseitigen Durchgang des zweiten Gaskühlers;- then up through the tubes in the second tube-side passage of the second gas cooler; Entnehmen von Nebenprodukt-Dampf aus den Mantelseiten des ersten und des zweiten Gaskühlers.Removing by-product vapor from the shell sides of the first and second gas coolers. 01006 5/0-76101006 5 / 0-761 ORK3INAL INSPECTEDORK3INAL INSPECTED T- 302U69T-302U69 IA-. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Vorwärmens des Kesselspeisewassers durch indirekten Wärmeaustausch mit dem den zweiten Gaskühler verlassenden Gasstrom.IA-. Method according to claim 13, characterized by the next step of preheating the boiler feed water by indirect heat exchange with the gas flow leaving the second gas cooler. 15. Verfahren nach Anspruch IA-, gekennzeichnet durch Waschen des gekühlten Gasstroms mit Wasser in der Gaswaschzone unter Erzeugung einer Kohlenstoff-WaSser-Dispersion; Vermischen wenigstens eines Teils der Kohlenstoff-Wasser-Dispersion mit oder ohne Konzentration und Zugabe von Festbrennstoff zur Gewinnung einer Festbrennstoff-Aufschlämmung;
Vorwärmen; und
15. The method according to claim IA, characterized by washing the cooled gas stream with water in the gas washing zone to produce a carbon-water dispersion; Mixing at least a portion of the carbon-water dispersion with or without concentration and adding solid fuel to obtain a solid fuel slurry;
Preheating; and
Vergasen der Festbrennstoff-Aufschlämmung im Gaserzeuger in Schritt 1).Gasifying the solid fuel slurry in the gas generator in step 1). 16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Leiten eines Teils des gereinigten Gasströms nach dessen Entwässerung durch eine Expansionsturbine zur Erzeugung mechanischer oder/und elektrischer Energie.16. The method according to claim 15, characterized by directing part of the purified gas stream after it Drainage through an expansion turbine to generate mechanical and / or electrical energy. 17. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch17. The method according to claim 13, characterized by 030065/0761030065/0761 gleichzeitiges Leiten gesonderter Mengen von vorgewärmtem Kesselspeisewasser aus einer Dampftrommel durch die Mantelseiten des Hoch- und des Niedertemperatur-Gaskühlers und Leiten des so erzeugten Dampfs in die Dampftrommel; und
Entnehmen von Nebenprodukt-Sattdampf aus der Dampftrommel.
simultaneous passage of separate amounts of preheated boiler feed water from a steam drum through the shell sides of the high and low temperature gas cooler and passage of the steam thus generated into the steam drum; and
Removing by-product saturated steam from the steam drum.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, gekennzeichnet durch
die zusätzlichen Schritte:
18. The method according to any one of claims 1-12, characterized by
the additional steps:
Kühlen des Gasstroms aus Schritt 5) in einer Haupt-Gaskühlzone und Erzeugen von Nebenprodukt-Sattdampf und -Heißdampf durch Führen des Gasstroms in indirektem Wärmeaustausch mit vorgewärmtem KesselspeisewasserCooling the gas stream from step 5) in a main gas cooling zone and generating by-product saturated steam and -Hot steam by conducting the gas flow in indirect heat exchange with preheated boiler feed water - zuerst aufwärts durch die Rohre eines ersten vertikalen Hochtemperatur-Gaskühlers mit Mantel und geraden Heizrohren, der warmfest ausgekleidete Ein- und Auslaßabschnitte, einen mantelseitigen und einen rohrseitigen Durchgang und feste Rohrboden aufweist,- first upwards through the pipes of a first vertical high-temperature gas cooler with jacket and straight heating pipes, the heat-resistant lined inlet and outlet sections, a shell-side and a pipe-side passage and has solid tube sheets, - dann in indirektem Wärmeaustausch mit Sattdampf abwärts durch die Rohre eines zweiten vertikalen Gaskühlers mit Mantel und geraden Heizrohren, der einen rohrseitigen und einen mantelseitigen Durchgang und feste Rohrboden aufweist, - Then in indirect heat exchange with saturated steam downwards through the pipes of a second vertical gas cooler Jacket and straight heating pipes, which has a pipe-side and a jacket-side passage and a fixed tube sheet, - dann in indirektem Wärmeaustausch mit vorgewärmtem Kesselspeisewasser aufwärts durch die Rohre im ersten rohrseiti-- then in indirect heat exchange with preheated boiler feed water up through the pipes in the first pipe-side 030065/0761030065/0761 gen Durchgang eines dritten vertikalen Nieder temperatur-Gaskühlers mit Mantel und geraden Heizrohren, der zwei rohrseitige Durchgänge und einen mantelseitigen Durchgang sowie feste Rohrboden aufweist, und - dann abwärts durch die Rohre im zweiten rohrseitigen Durchgang des dritten Gaskühlers;gen passage of a third vertical low-temperature gas cooler with jacket and straight heating pipes, the two pipe-side passages and one jacket-side passage as well as solid tube sheet, and - then down through the tubes in the second tube-side Passage of the third gas cooler; und Erzeugen von Sattdampf auf den Mantelseiten des ersten und des dritten Gaskühlers, wobei wenigstens ein Teil des Sattdampfs an der Mantelseite des zweiten Gaskühlers zur Erzeugung von Nebenprodukt-Heißdampf überhitzt wird, während der ggf. übrige Sattdampf als Nebenprodukt-Sattdampf abgezogen wird; undand generating saturated steam on the shell sides of the first and third gas coolers, at least a portion of the Saturated steam is superheated on the shell side of the second gas cooler to generate by-product superheated steam, while any remaining saturated steam is withdrawn as by-product saturated steam; and Vorwärmen des Kesselspeisewassers durch indirekten Wärmeaustausch mit dem den dritten Gaskühler verlassenden Gasstrom. Preheating of the boiler feed water through indirect heat exchange with the gas flow leaving the third gas cooler. 19. Verfahren nach Anspruch 18,
gekennzeichnet durch
19. The method according to claim 18,
marked by
gleichzeitiges Leiten gesonderter Mengen von vorgewärmtem Kesselspeisewasser aus einer Dampftrommel durch die Mantelseiten des ersten und des dritten Gaskühlers und Leiten des dadurch erzeugten Dampfs in die Dampftrommel; und Einführen wenigstens eines Teils des Sattdampfs aus der Dampftrommel in die Mantelseite des zweiten Gaskühlers.simultaneous passage of separate quantities of preheated boiler feed water from a steam drum through the shell sides the first and third gas coolers and directing the steam generated thereby into the steam drum; and Introducing at least part of the saturated steam from the steam drum into the shell side of the second gas cooler. 030066/0761030066/0761 024469024469 20. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
20. The method according to claim 18,
characterized,
daß ca. 0-50 Mol.-% des den ersten Gaskühler verlassenden Gasstroms am zweiten Gaskiihler vorbeigeführt und mit dem den zweiten Gaskühler verlassenden Gasstrom vermischt wird.that about 0-50 mol% of the gas flow leaving the first gas cooler is led past the second gas cooler and mixed with the gas flow leaving the second gas cooler. 21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch21. The method according to any one of the preceding claims, characterized by Abscheiden weiterer Feststoffe aus dem gereinigten Gasstrom aus Schritt 5) in einer zweiten, der Gas-Feststoff-Abscheidezone nachgeschalteten Gas-Feststoff-Abscheidezone , die Ein- oder Mehrstufenzyklone, Aufprallabscheider, Filter, elektrostatische Abscheider oder Kombinationen derselben umfaßt.Separation of further solids from the cleaned gas stream from step 5) in a second, the gas-solids separation zone downstream gas-solids separation zone, the single or multi-stage cyclones, impact separators, filters, includes electrostatic precipitators or combinations thereof. 22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that daß als kohlenstoffhaltiger Festbrennstoff Kohlenstoffteilchen, Kohle, Kohlekoks, Braunkohle, Petrolkoks, Ölschiefer, Teersande, Asphalt, Pech oder Gemische derselben gewählt werden.that as carbonaceous solid fuel, carbon particles Coal, coal coke, brown coal, petroleum coke, oil shale, tar sands, asphalt, pitch or mixtures thereof are selected will. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,23. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that daß der kohlenstoffhaltige Festbrennstoff entweder für sichthat the carbonaceous solid fuel either by itself 030065/0761030065/0761 302U69302U69 oder in Anwesenheit von durch Wärme im wesentlichen verflüssigbarem oder verdampf barem Kohlenwasserstoff und/oder Wasser der Partialoxidation unterworfen wird.or in the presence of a hydrocarbon which is substantially liquefiable or vaporizable by heat and / or water is subjected to partial oxidation. 24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,24. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, daß der kohlenstoffhaltige Festbrennstoff in einem gasförmigen Trägermedium, das Dampf, COp, N-, Synthesegas oder Luft ist, in den Gaserzeuger eingeleitet wird.that the carbonaceous solid fuel in one gaseous carrier medium, the steam, COp, N-, synthesis gas or air is introduced into the gas generator. 25. Einrichtung zum Erzeugen eines H-, CO, CO- und H_0 umfassenden und mitgeführte Feststoffe und Schlacke enthaltenden heißen Gasstroms durch Partialoxidation eines kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffs sowie zum Kühlen und Reinigen des heißen Rohgasstroms und Abscheiden mitgeführter Feststoffe und Schlacke aus ihm, gekennzeichnet durch25. Device for generating an H-, CO, CO- and H_0 comprehensive and entrained solids and slag-containing hot gas stream by partial oxidation of a carbonaceous solid fuel as well as for cooling and Cleaning of the hot raw gas flow and separation of entrained solids and slag from it, marked by 1) einen Partialoxidations-Gaserzeuger (11) zum Erzeugen des heißen Gasstroms;1) a partial oxidation gas generator (11) for generating the hot gas stream; 2) einen gesonderten geschlossenen vertikalen zylindrischen Druckbehälter (46), dessen Inneres mit hochtemperaturfestem Feuerfestmaterial (47) ausgekleidet ist und der eine koaxiale untere Gas-Gas-Abschreckkühlungs- und -Feststoff-Abscheidekammer (48) in Strömungsverbindung mit einer koaxialen oberen Kammer (49) aufweist, wobei die Kammern (48, 49) durch einen koaxialen Drosselring-Durchgang (50) mit kleinerem Durchmesser verbunden sind;2) a separate closed vertical cylindrical pressure vessel (46), the interior of which is coated with high temperature resistant Refractory material (47) is lined and the one coaxial lower gas-gas quench cooling and - Solids separation chamber (48) in flow communication with a coaxial upper chamber (49), wherein the chambers (48, 49) are connected by a coaxial orifice ring passage (50) of smaller diameter; 030065/0761030065/0761 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 302U69302U69 3) eine mit dem Gaserzeuger (11) verbundene erste Gaseinlaßdüse (45) zum Einführen des heißen Rohgasstroms in die untere Kammer (48) und3) a first gas inlet nozzle (45) connected to the gas generator (11) for introducing the hot raw gas stream into the lower chamber (48) and eine zweite Gaseinlaßdüse (55), die der ersten Gaseinlaßdüse (45) direkt gegenüberliegt und damit koaxial ist, zum Einführen eines gekühlten und gereinigten Gasstroms in die untere Kammer (48), wobeia second gas inlet nozzle (55) directly opposite and coaxial with the first gas inlet nozzle (45) is for introducing a cooled and purified gas stream into the lower chamber (48), whereby - die Gasströme aufeinandertreffen,- the gas flows meet, - der heiße Rohgasstrom durch direkten Wärmeaustausch mit dem gekühlten und gereinigten Gasstrom auf eine Temperatur unterhalb der Formänderungs-Anfangstemperatur der mitgeführten Schlacke gekühlt wird, und- The hot raw gas flow through direct heat exchange with the cooled and cleaned gas flow to a Temperature is cooled below the deformation start temperature of the entrained slag, and - Feststoffe und Schlacke durch Schwerkraft abgeschieden werden und zum Grund der unteren Kammer (48) fallen, während der Strom gekühlten Gases die untere Kammer (48) verläßt und aufwärts durch den Drosselring-Durchgang (50) in die obere Kammer (49) strömt, in der weitere Feststoffe und Schlacke abgeschieden werden und zum Grund der unteren Kammer (48) fallen;- Solids and slag are separated by gravity and to the bottom of the lower chamber (48) fall as the stream of cooled gas exits lower chamber (48) and up through the orifice ring passage (50) flows into the upper chamber (49), in which further solids and slag are separated and fall to the bottom of the lower chamber (48); 4) einen Auslaß (54) im oberen Teil der oberen Kammer (49) zum Abführen eines gekühlten und gereinigten Gasstroms; und4) an outlet (54) in the upper part of the upper chamber (49) for discharging a cooled and purified gas stream; and 5) einen unteren Auslaß (52) im Unterende der unteren * Kammer (48) zum Abführen der Feststoffe und Schlacke.5) a lower outlet (52) in the lower end of the lower * Chamber (48) for removing the solids and slag. 030065/0761030065/0761 ORfGlNAL INSPECTEDORfGlNAL INSPECTED 26. Einrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch26. Device according to claim 25, characterized by wenigstens eine in der oberen Kammer (4-9) angeordnete Gas-Feststoff-Abscheideeinheit (56), die das durch den Behälter (46) aufwärtsströmende Gasgemisch von Schritt (3) aufnimmt, zusätzliche Feststoffe daraus abscheidet und diese Feststoffe in die untere Kammer (48) ableitet.at least one arranged in the upper chamber (4-9) Gas-solids separation unit (56), which removes the gas mixture flowing upwards through the container (46) from step (3) receives, separates additional solids therefrom and these solids are discharged into the lower chamber (48). 27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,27. Device according to claim 26, characterized in that daß die Gas-Feststoff-Abscheideeinheit (56) ein Einstufen-, ein Mehrstufen-Zyklonabscheider, ein Aufprall-Abscheider, ein Filter oder eine Kombination dieser Vorrichtungen ist.that the gas-solids separation unit (56) is a single-stage, a multi-stage cyclone separator, an impact separator, is a filter or a combination of these devices. 28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25-27, gekennzeichnet durch28. Device according to one of claims 25-27, characterized by wenigstens einen im oberen Teil der unteren Kammer (48) oder im unteren Teil der oberen Kammer (49) oder in beiden positionierten tangentialen Einlaß (62) zum Einleiten eines Teils eines gekühlten und gereinigten Kreislauf-Gasstroms .at least one in the upper part of the lower chamber (48) or in the lower part of the upper chamber (49) or in both positioned tangential inlet (62) for introduction part of a cooled and purified recycle gas stream. 29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25-28, gekennzeichnet durch29. Device according to one of claims 25-28, characterized by Mittel zum Einleiten wenigstens eines Teils des gekühlten und gereinigten Gasstroms von Schritt (4) als gekühlten undMeans for introducing at least a portion of the cooled and purified gas stream of step (4) as cooled and 030065/0761030065/0761 gereinigten Gasstrom in Schritt (3), unter weiterer Kühlung und mit oder ohne zusätzliche Reinigung nach dem Druckbehälter (4-6).purified gas stream in step (3), with further cooling and with or without additional purification the pressure vessel (4-6). 30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25-29, dadurch gekennzeichnet,30. Device according to one of claims 25-29, characterized in that daß außerhalb des Behälters (4-6) diesem eine Gas-Feststoff-Abscheideeinheit (64A) nachgeschaltet ist zum Abscheiden weiterer Feststoffe aus dem Gasstrom von Schritt (4).that outside the container (4-6) this a gas-solid separation unit (64A) is connected downstream for separating further solids from the gas stream of step (4). 31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,31. Device according to claim 30, characterized in that daß die außerhalb des Behälters (46) angeordnete Gas-Feststoff-Abscheideeinheit (64A) ein Einstufen- oder ein Mehrstufen-Zyklonabscheider, ein Aufprall-Abscheider, ein elektrostatischer Abscheider, ein Filter und/oder eine Kombination derselben ist.that the gas-solids separation unit arranged outside the container (46) (64A) a single stage or a Multi-stage cyclone separator, an impact separator, is an electrostatic precipitator, a filter, and / or a combination thereof. 32. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25-31, gekennzeichnet durch32. Device according to one of claims 25-31, characterized by eine Mehrzahl Paare von ersten Gaseinlässen (45) und damit koaxialen zweiten Gaseinlässen (55) in Schritt (3).a plurality of pairs of first gas inlets (45) and second gas inlets (55) coaxial therewith in step (3). 030065/0761030065/0761 33. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25-32, dadurch gekennzeichnet,33. Device according to one of claims 25-32, characterized in that daß die Längsachse des ersten und des zweiten Gaseinlasses (45, 55) in derselben Ebene wie die vertikale Mittenachse des Behälters (46) liegt, undthat the longitudinal axis of the first and the second gas inlet (45, 55) in the same plane as the vertical central axis of the container (46), and daß die Längsachse mit der vertikalen Mittenachse, im Uhrzeigersinn von dieser ausgehend, einen Winkel von ca. 30-150° bildet.that the longitudinal axis with the vertical central axis, starting from this in clockwise direction, an angle of forms approx. 30-150 °. 34. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25-33, gekennzeichnet durch34. Device according to one of claims 25-33, marked by eine Feststoff- und Schlacke-Vorabscheideeinheit (HA), die zwischen den Auslaß des Gaserzeugers (11) in (1) und den Einlaß der ersten Gaseinlaßdüse (45) in (3) geschaltet ist.a solids and slag pre-separation unit (HA), between the outlet of the gas generator (11) in (1) and the inlet of the first gas inlet nozzle (45) in (3) is switched. 030065/07B1030065 / 07B1 ORfGlNAL JNSPECTTEDORfGlNAL JNSPECTTED
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