DE304931T1 - Methode und vorrichtung zur vergasung oder verbrennung von festen kohlenstoffhaltigen materialien. - Google Patents

Methode und vorrichtung zur vergasung oder verbrennung von festen kohlenstoffhaltigen materialien.

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DE304931T1 DE198888113949T DE88113949T DE304931T1 DE 304931 T1 DE304931 T1 DE 304931T1 DE 198888113949 T DE198888113949 T DE 198888113949T DE 88113949 T DE88113949 T DE 88113949T DE 304931 T1 DE304931 T1 DE 304931T1
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Claims (21)

Europäische Patentanmeldung 88 113 949.7 47 921 vl/bn Patentansprüche
1. Verfahren zum Vergasen oder Verbrennen von festem, kohlenstoffhaltigen Material in einem zirkulierenden Wirbelschichtreaktor, und zwar so, daß
die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Reaktorkammer auf einem derart hohen Niveau gehalten wird, daß ein bedeutender Teil der Feststoffpartikel vom Gas mitgeführt aus der Reaktorkammer in einen danach angeordneten Partikelabscheider abgeschieden wird,
der Großteil dieser Feststoffpartikel, d.h. das zirkulierende Bettmaterial im Partikelabscheider, abgeschieden und in die Reaktorkammer zurückgeführt wird, und
die Gase aus dem Partikelabscheider weiter in eine Gasreinigungsstufe geleitet werden, wo feine Partikel aus dem Gas abgetrennt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in der Gasreinigungsstufe abgeschiedenen feinen Partikel bei erhöhter Temperatur mit dem zirkulierenden Bettmaterial agglomeriert werden, bevor die Feststoffpartikel über ein Rückführungsrohr zur Reaktorkammer zurückgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reaktorkammer eine Gasströmungsgeschwindigkeit von 2 bis 10 m/s aufrechterhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der abgeschiedenen feinen Partikel erhöht wird, indem dem Partikelstrom so viel sauerstoffhaltiges Gas zugeführt wird, daß mindestens ein Teil der feinen Partikel klebrige Partikel bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Partikelstrom Brennstoff zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Partikelstrom gleiches kohlenstoffhaltiges Material zugeführt wird, welches in der Reaktorkammer verfeuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Partikel auf über 10000C erhöht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der feinen Partikel auf 1100 - 13000C erhöht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansetzen von heißen agglomerierenden feinen Partikeln auf die Wandungen des Rückführungsrohres verhindert wird, indem die heißen Partikel in die Mitte des Rückführungsrohres und das zirkulierende Bettmaterial an die Wandungen des Rückführungsrohres geleitet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die agglomerierten Partikel dazu gebracht werden, sich gleichmäßig mit dem zirkulierenden Bettmaterial zu vermischen, bevor dieses zurück in die Reaktorkammer geleitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Asche des zu vergasenden oder verbrennenden Feststoffes hauptsächlich vom Boden der Reaktorkammer ausgetragen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas abgekühlt wird, bevor die feinen Partikel vom Gas abgeschieden werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß vom Gas Flugasche nach Abkühlung des Gases abgeschieden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem zirkulierenden Bettmaterial Wärme wiedergewonnen wird, bevor die feinen. Partikel mit dem Bettmaterial agglomerieren.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorkammer Absorptionsmittel wie etwa Kalk zur Bindung des im kohlenwassertoffhaltigen Material enthaltenen Schwefels zugeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wirbelschichtreaktor aufrechterhalten werden
eine Temperatur von 750 bis 11000C, indem im Reaktor festes kohlenstoffhaltiges Material in Berührung mit dem sauerstoffhaltigen Gas gebracht wird,
ein Gasdruck von 1 bis 50 bar, und
eine Partikel-Strömungsgeschwindigkeit von vorzugsweise 2 bis 10 m/s, und daß aus dem Produktgas, von dem zirkulierende Partikel getrennt sind, nach einer teilweisen Abkühlung des Gases ferner kohlenstoffhaltige feine Partikel abgeschieden werden, die durch eine Erhöhung ihrer Temperatur vorzugsweise auf über 11000C - in dem dem Partikelstrom sauerstoffhaltiges Gas zugeführt wird - dazu gebracht werden, mit dem zirkulierenden Partikelstrom zu agglomerieren und gleichmäßig zu vermischen, bevor die Partikel dem unteren Teil der Reaktorkammer rückgeführt werden.
16. Vorrichtung zum Vergasen oder Verbrennen von festem, kohlenstoffhaltigem Material in einem zirkulierenden Wirbelschichtreaktor, umfassend mindestens einen Abscheider (2) für zirkulierende Partikel, der hinter der Reaktorkammer (1) angeordnet ist, und der mit einem Rückführkanal (3) zur Rückführung der abgeschiedenen Partikel in die Reaktorkammer (1), vorzugsweise mit deren unterem Ende, verbunden ist, sowie einer Austrittsöffnung (4) zur Abführung der Gase aus dem Abscheider (2), dadurch gekennzeichnet, daß im Gasstrom hinter dem Abscheider (2) mindestens ein Abscheider (5) für feine Partikel vorgesehen ist, von dem ein Strömungsrohr (6) für feine Partikel zur Agglomerationsvorrichtung (7) führt, die in Verbindung mit dem Rückführungsrohr (3) für zirkulierende Partikel angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (2) für das zirkulierende Bettmaterial ein Zyklonabscheider ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (5) für feine Partikel ein Zyklonabscheider ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (5) für feine Partikel ein Elektrofilter ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (.5) für feine Partikel ein keramischer Filter ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomerationsvorrichtung (7) aus einem ganz oder teilweise geschlossenen Behälter (17) besteht, einem darin mit Abstand zum oberen Teil des Behälters zentrisch angeordneten senkrechten offenen Rohr (18), das an seinem unteren Ende mit dem unteren Teil (3b) des zum Wirbelschichtreaktor (1) führenden Rückführungsrohres (3) für Partikel verbunden ist, einem zwischen den Behälterwandungen (17) sowie dem senkrechten Rohr (18) gebildeten zylindrischen Raum (19), der mit dem oberen Teil (3a) des aus dem Partikelabscheider (2) kommenden Rückführungsrohres (3) für Partikel verbunden ist, den im unteren Teil des zylindrischen Raumes (19) angeordneten Gaseintrittsrohren (20, 21) zur Beförderung der zirkulierenden Partikel aus dem zylindrischen Raum (19) über die Oberkanten des genannten Rohres (18) in das senkrechte Rohr (18) hinein und weiter in das zum Wirbelschichtreaktor (1) führende Rückführungsrohr (3b), einem im oberen Teil des Behälters oberhalb der Mitte des senkrechten Rohres (18) angeordneten Eintrittsrohr (6) für feine Partikel sowie einem in Verbindung zu diesem angeordneten Eintrittsrohr (22) für das sauerstoffhaltige Gas.
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