DE3134333A1 - "verfahren und reaktor zur herstellung von synthesegas" - Google Patents
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Description
ELISABETH JUNG dr. phil, dipl-chem. '\ Ί „: *'.'"". „epoojdOlscHEN. 40, «J i
JÜRGEN SCHIRDEWAHN or.rer.nat..*qipl.-pmvs. '..**.„* P-P.BO^|Q 1468
ERHARD SCHMITT-NILSON or.-inq. „ ^T . telefon:(089)34so67
GERHARD B. HAGEN or. phil. -"/ telegramm/cable: invent München
PETER HIRSCH dipl-ινθ. telex:5-2Θ686
Q 716 C (J/kö)
K 6583 GEW 31. August 1981
Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Den Haag, Niederlande
"Verfahren und Reaktor zur Herstellung von Synthesegas."
Beanspruchte
Priorität: 2. September 1980 - Niederlande - Nr. 8O04971
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Synthesegas durch die teilweise Verbrennung
eines fein verteilten kohlenstoffhaltigen Brennstoffes mit einem sauerstoffhaltigen Gas in einem Reaktor. Darüber hinaus
bezieht sich die Anmeldung auf einen für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Reaktor.
Das auf diese Weise hergestellte Synthesegas besteht im wesentlichen
aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff und enthält darüber hinaus unter anderem kleinere Anteile an Kohlendioxid,
Wasserdampf und Methan. Erfolgt die teilweise Verbrennung nicnt mit reinem Sauerstoff sondern mit Luft, so enthält das
Produkt selbstverständlich auch einen hohen Anteil an
Stickstoff.
Unter kohlenstoffhaltigem Brennstoff sind dabei vorzugsweise Kohle und andere feste Brennstoffe zu verstehen, beispielsweise
Braunkohle, Torf, Lignit, Abfallholz und dergleichen, jedoch sind auch flüssige Brennstoffe wie öl, gegebenenfalls aus Teersand
erhalten, für den vorliegenden Zweck geeignet.
Der Reaktor ist vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch ausgebildet,
jedoch sind auch ovale oder rechtwinklig ausgebildete Reaktoren geeignet.
Ein Verfahren und ein Reaktor dieser Art sind bereits allgemein bekannt. In den meisten Fällen sind bisher der fein verteilte
kohlenstoffhaltige Brennstoff und das sauerstoffhaltige
Gas in den Reaktor gemeinsam mit Hilfe von Brennern eingespeist worden. Der Brennstoff und der Sauerstoff werden in oder unmittelbar
vor dem Brenner miteinander vermischt und reagieren in dem Reaktor miteinander.
Die Brenner bilden wesentliche Bestandteile einer Vergasungsanlage, da eine falsche Auslegung oder inkorrekte Einstellung
zu einer schlechten Vermischung und Verbrennung führt, was wiederum
eine wesentlich geringere Ausbeute an Synthesegas und/ oder eine Rußbildung zur Folge hat. In gravierendereren Fällen
kann ein Rückschlagen der Flamme in dem Brenner, ja sogar in
der Brennstoffzuführleitung auftreten, oder die Flamme wird zu
groß, so daß sich die Reaktorwand gegenüber dem Brenner über-
• · Λ *
mäßig erhitzt. Die festen, harten Verunreinigungen in dem
Brennstoff, beispielsweise Sandkörner, verursachen einen Verschleiß der Brenner, was wiederum das Flammenbild und die
Vergasungsleistung negativ beeinflußt.
Diese Brennerschwierigkeiten führten zu viel Forschungsarbeit, verbunden mit mancherlei Verbesserungen im einzelnen. Die vorstehend
erwähnten Probleme sind jedoch bei Brennern naturgemäß vorhanden und werden daher immer auftreten, wenngleich
bestimmte Brenner diese unter Umständen früher auftreten lassen als andere. Erfindungsgemäß hat man von der Idee der
Brenner nunmehr Abstand genommen und sich damit der damit verbundenen
Probleme entledigt.
Dies geschieht dadurch, daß man das sauerstoffhaltige Gas
axial an einem der Reaktorenden einspeist und den Brennstoff, in bezug auf den Gaseinlaß stromabwärts gesehen, in einem
Winkel von 90 (+ 20 ) zur Reaktorachse von einer innerhalb
des Reaktors befindlichen Stelle einspeist.
Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Herstellung
von Synthesegas durch teilweise Verbrennung von fein verteiltem kohlenstoffhaltigem Brennstoff mit einem
sauerstoffhaltigen Gas in einem Reaktor, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß das sauerstoffhaltige Gas axial an einem der Reaktorenden eingespeist wird und daß, in bezug auf den Gaseinlaß stromabwärts gesehen, der Brennstoff in einem Winkel
von 90 (+ 20°) zur Reaktorachse von einer innerhalb des
Reaktors gelegenen Stelle eingespeist wird. :
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf einen Reaktor zur Herstellung von Synthesegas, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß er einen axialen Gaseinlaß an einem seiner Enden und in einiger Entfernung von dem Gaseinlaß innerhalb des
Reaktors einen Brennstoffeinlaß aufweist, der sich in einem
Winkel von 90° (+ 2O°) zur Reaktorachse erstreckt»
Würde der Brennstoff nicht stromabwärts in bezug auf den Gaseinlaß,
sondern an derselben Stelle, an der sich der Gaseinlaß befindet, eingespeist, dann wäre eine solche Vorrichtung
als Brenner zu bezeichnen (meist in der Reaktorwand angeordnet) . Nunmehr ist jedocn aufgrund dessen, daß der Reaktor
mit getrennten Zufuhrleitungen für Brennstoff und Gas ausgerüstet ist, die Einstellung und Reparatur oder der Ersatz
einer einzelnen Zufuhrleitung möglich geworden, was zu größerer Flexibilität und zu verminderten Kosten führt. Der
durch den Brennstoff bewirkte Verschleiß wirkt sich nunmehr nur. noch in der Brennstoff-Zufuhrleitung aus, so daß nur
diese Zufuhrleitung in regelmäßigen Abständen ersetzt werden
muß, ohne daß hiervon die Gas-Zufuhrleitung für den Reaktor betroffen wird. Dies ist selbstverständlich wirtschaftlicher
als der Ersatz ganzer Brenner.
Da nunmehr der Brennstoff mehr oder minder rechtwinklig zu dem sauerstoffhaltigen Gasstrom in einer dünnen Schicht zugeführt
wird, ist eine gleichmäßige und reibungslose Vergasung des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs sichergestellt,
O I O Η· O O O
während der zur Verfügung stehende Reaktorraum maximal genutzt wird. In der Praxis wird man den Brennstoff vorteilhafterweise
so einspeisen, daß der ganze Querschnitt des Gasstromes gleich-
sich mäßig mit Brennstoff beladen ist. Infolgedessen läßy die Reak-
torhöhe beziehungsweise -länge entsprechend beschränken.
Vorzugsweise ordnet man den Reaktor senkrecht an. In diesem Falle wird das sauerstoffhaltige Gas vorzugsweise am Boden des
Reaktors eingespeist und das entstandene Synthesegas am oberen Ende des Reaktors abgezogen. Diese Ausführungs form erfordert
nur eine geringe Oberfläche und ist folgerichtig ausgelegt, da das entstandene Synthesegas aufgrund seiner geringen spezifischen
Dichte sofort nach oben steigt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
kohlenstoffhaltige Brennstoff in suspendierter Form am Ende
•bzw. eines solchen Rohres einer axialen Zufuhrleitung/mit Hilfe einer oder mehrerer
Einsprühvorrichtungen eingespeist. Es ist auch möglich, eine .
einzige Einsprüh- oder Einspritzvorrichtung mit einem kreis-
Spritzmuster
förmig ausgebildeten / am oberen Ende der axialen Zufuhrleitung zu verwenden oder aber sich einer Vielzahl von Löchern oder Schlitzen in der Wand der genannten Leitung oder des Rohres in der Nähe von deren beziehungsweise dessen oberen Ende zu bedienen.
förmig ausgebildeten / am oberen Ende der axialen Zufuhrleitung zu verwenden oder aber sich einer Vielzahl von Löchern oder Schlitzen in der Wand der genannten Leitung oder des Rohres in der Nähe von deren beziehungsweise dessen oberen Ende zu bedienen.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird der kohlenstoffhaltige Brennstoff mit Hilfe eines Ejektors am Ende eines- axialen Zufuhrrohres eingespeist. Dabei kann
beispielsweise eine Art Ejektorpumpe verwendet werden, in
der ein drehbares, gekröpftes Leitungs- oder Rohrstück durch die Geschwindigkeit der zugeführten Brennstoffteilchen in
Umdrehungen versetzt wird. Es wird jedoch der Verwendung einer Zentrifugalpumpe als Ejektor der Vorzug gegeben. Abgesehen davon,
daß sie die Brennstoffteilchen einspeist, ist die Zentrifugalpumpe
auch in der Lage, Druckunterschiede (Gas) auszugleichen.
Da die meisten Vergasungsreaktoren der Zukunft bei Drücken betrieben werden dürften, die über dem Normaldruck
liegen, bedeutet die Verwendung einer Zentrifugalpumpe für die beiden genannten Zwecke auch eine Ersparnis in bezug auf die
erforderliche Kompressionsapparatur, beispielsweise.Sperrsysteme
. Eine Pumpe dieser Art, die sich besonders für die Einspeisung fester Teilchen in einen mit Druck beaufschlagten
Raum eignet, ist beispielsweise in der US Patentschrift Nr. 4,120,410 beschrieben. Aufgrund der verhältnismäßig hohen
Temperaturen in dem Reaktor müssen besondere Vorkehrungen in bezug auf Isolierung und Lager getroffen werden, was jedoch
in der vorliegenden Anmeldung nicht näher erläutert werden soll.
Wird das sauerstoffhaltige Gas am Boden des Reaktors eingespeist,
so kommt es auf seinem Weg nach oben mit absinkenden heißen Brennstoff- oder Schlackenteilchen in Berührung. Dies
bringt zwei weitere Vorteile nut sich. Der Sauerstoff wird
vorerwärmt, während die Scnlacke abgekühlt wird; und jegliche
Reste an kohlenstoffhaltigem Brennstoff werden von den Schlackenteilchen durch teilweise oder vollständige Verbrennung
entfernt, wobei sich der Sauerstoff durch die entstehende Hitze weiter erwärmt. Wird die Schlacke in flüssiger Form
abgezogen, kann es vorkommen, daß diese übermäßig abkühlt
und nicht mehr weiterströmt, mit dem Ergebnis, daß der Abzug am Boden des Reaktors blockiert ist. Um dies zu verhindern,
kann es von Vorteil sein, das sauerstoffhaltige Gas weiter
vorzuerwärmen und/oder den Einlaß beziehungsweise die Einlasse
für dieses an einer etwas höher gelegenen Stelle am unteren Ende des Reaktors anzubringen.
Die meisten teilweisen Verbrennungsreaktionen in dem Reaktor finden auf Höhe des Brennstoffeinlasses statt. Einige der
noch nicht ganz vergasten Brennstoffteilchen werden dabei
von dem Gasstrom eine bestimmte Strecke mitgerissen, bevor sie ganz vergast werden. Aufgrund der hohen Konzentration
an Synthesegas und der geringen Konzentration an Sauerstoff findet in den höher gelegenen Zonen des Reaktors die exotherme
Reaktion mit Sauerstoff kaum statt, dagegen hauptsächlich die endotherme Reaktion mit Wasser und C0„ unter
Bildung von CO und H-.
Infolgedessen lassen sich in dem Reaktor, von unten nach oben gesehen, drei Zonen unterscheiden: die Vorwärmzone,
die Zone für die exotherme teilweise Oxidation und die endotherme Reaktionszone.
Die Brennstoff teilchen v/erden vorzugsweise in den Reaktor
solchen
mit einer/Geschwindigkeit eingespeist, daß sie nicht sofort nach unten fallen, andererseits aber auch nicht mit einer solchen Geschwindigkeit, daß sie auf die gegenüberliegende Seitenwand aufprallen. Im Idealfall hebt der Aufwärtsdruck
mit einer/Geschwindigkeit eingespeist, daß sie nicht sofort nach unten fallen, andererseits aber auch nicht mit einer solchen Geschwindigkeit, daß sie auf die gegenüberliegende Seitenwand aufprallen. Im Idealfall hebt der Aufwärtsdruck
des sauerstoffhaltigen Gases die nach unten wirkende Schwerkraft
auf, so daß die Brennstoffteilchen in dem Reaktor auf
derselben Höhe, das heißt, der Einspeishöhe,verbleiben, bis
sie mit dem Sauerstoff voll umgesetzt worden sind. In der Praxis ist dies jedoch nicht möglich, da die Brennstoffteilchen
während der teilweisen Verbrennung zerfallen und die leichteren Teilchen von dem sauerstoffhaitigen Gas leichter
mitgenommen werden. Diese Teilchen reagieren dann in der endothermen Zone weiter. Die schwereren Teilchen sinken etwas
entgegen dem Gasstrom nach unten, wodurch sie eine an Sauerstoff reichere Zone erreichen und schnell umgesetzt werden
und damit in Teilchen zerfallen, die dann von dem Gasstrom nach oben mitgerissen werden.
Die nicht-brennbaren Reste, beispielsweise Silikat, liegen aufgrund der hohen Temperatur als Schmelze vor und neigen
zur Agglomerierung. Die schwersten Ascheteilchen sinken unter Wärmeaustausch mit dem sauerstoffhaltigen Gasstrom auf den
Reale to rb öden, wo sie die Schlacke und die Asche bilden,
während die leichteren Teilchen den Reaktor durch den Abzug
zusammen mit dem Synthesegas als Flugasche verlassen. Die Anwendung
/bekannter Mittel ermöglicht es, sowohl die Schlacke und die Asche aus dem Reaktor zu entfernen, als auch das Synthesegas abzuziehen. Die Schlacke wird dabei vorzugsweise in einem ringförmigen Kanal am Boden des Reaktors gesammelt. Die flüssige Schlacke kann dann von diesem abgezogen werden.
/bekannter Mittel ermöglicht es, sowohl die Schlacke und die Asche aus dem Reaktor zu entfernen, als auch das Synthesegas abzuziehen. Die Schlacke wird dabei vorzugsweise in einem ringförmigen Kanal am Boden des Reaktors gesammelt. Die flüssige Schlacke kann dann von diesem abgezogen werden.
• ft * <
Das sauerstoffhaltige Gas wird vorzugsweise durch eine
trichterförmige Ausmündung eingespeist.
„sowohl
Dies füh'rt/zu einer besseren Nutzung des gesamten Reaktorvolumens
durch das sauerstoffhaltige Gas als auch zu einer Verringerung der Gasgeschwindigkeit. Auf einer bestimmten Höhe
wird die Gasgeschwindigkeit so gering, daß der eingespritzte Brennstoff abzusinken beginnt. Der fein verteilte Brennstoff
wird vorzugsweise auf der Höhe dieses Punktes eingespeist, wodurch zwischen der oxidierenden Vorwärmzone und der endothermen
Reduktionszone eine Art Schutzschild entsteht.
Die Trichterform wird dann nicht weiter fortgeführt, so daß der Reaktordurchmesser als Funktion der zugeführten Sauerstoff
menge und der Temperatur bestimmt ist.Mit anderen Worten,
auf dieser Höhe wird der Reaktorböden zur Seitenwand.
Kurz zusammengefaßt, wird der Brennstoff vorzugsweise in den Reaktor auf Höhe der Stelle eingespeist, an der das sauerstoffhaltige
Gas im wesentlichen homogen über den Querschnitt des Re-aktors verteilt ist. Dies bedeutet, daß sich die Brennstoff einspeisestelle in solcher Entfernung (stromabwärts)von
der Gaseinspeisestelle befindet, daß eine durch den eingespeisten Brennstoff senkrecht 2ur Reaktorachse entstandene
' Ebene die Reaktorwand auf derselben Höhe schneidet wie die Fortsetzung der durch den Trichter gebildeten
Ebene der Gaszufuhr.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Reaktionstemperatur etwa 1600° C, vorzugsweise zwischen 1300 und
1900° C. Die eingespeiste Menge an kohlenstoffhaltigem Brenn-
• · P *
stoff beträgt etwa 0,1 bis 0,9 kg/s/m des Reaktorvolumens,
wobei das sauerstoffhaltige Gas dem Reaktor in solchen Mengen zugespeist wird, daß dasGewichtsverhältnis von Sauerstoff zu
Kohlenstoff zwischen 0,6 und 0,8 beträgt. Der Druck wird
vorzugsweise auf einen Wert zwischen 3 und 60 Atmosphären, insbesondere zwischen 15 und 45 Atmosphären eingestellt.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung im einzelnen
erläutert. Die Figur in der Zeichnung ist ein schematischer
Schnitt durch den erfindungsgemäßen Reaktor in Längsrichtung. Kühlvorrichtungen, Isolierungen, Ventile, Thermometer und
dergleichen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Der senkrecht angeordnete Reaktor besteht aus einer zylindrischen Wand 1 mit einer Vielzahl von Kühlröhren, durch welche
der Dampf nnter hohem Druck hindurchströmen kann. Die
Längsachse des Reaktors ist mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Der kohlenstoffhaltige Brennstoff wird mit Hilfe einer Zentrifugalpumpe
eingespeist, die einen axialen Einlaß 3 und einen mit diesem fest verbundenen Rotor 4 aufweist, der hohl
ist und mit einem schmalen Auslaßschlitz am Rand versehen ist. Barch den Einlaß beziehungsweise das -Rohr 3 eingespeiste
Kohleteilchen werden in dem Rotor 4 mit Hilfe der Zentrifugalkraft beschleunigt und können damit dem in dem Reaktor
vorherrschenden Druck entgegenwirken.
Die Seitenwand der trichterförmigen Ausmündung 5 der Gaszufuhrleitung
6 ist so geneigt, daß die Verlängerung der genannten Ausmündung die Reaktorwand auf der Höhe des hohlen
Rotors 4 schneidet. Darüber hinaus ist die axiale Zufuhr-Weg
leitung 3 auf halbem/mit einer konischen Leitplatte 9 versehen, UKi den Sauerstoff strom besser in die vorgesehene Richtung
lenken zu können. Die Schlackenschmelze fällt entweder
direkt nach unten oder aber sie tropft über die Wand 1 in den - ringförmigen Kanal 7, von wo die Schlacke über einen
(nicht därgestellen) Abzug in ein Wasserbad geleitet wird.
D-as entstandene Synthesegas verläßt den Reaktor durch den Abzug 8, woraufhin es abgekühlt und gereinig wird.
: ■ - Beispiel
Es wurden 30000 kg/h fein gemahlener Kohlenstaub und 1500 kg
Stickstoff von 40° C als Trägergas über die Pumpe 4 in einen
Ausbildung Reaktor mit der vorstehend beschriebenen / und einem Innenvoluirian
von 12 m eingeblasen. Der Kohlenstaub hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 50 u und wies, bezogen
auf den trockenen und aschelosen Zustand, folgende Zusammensetzung
auf:
C 7 8,1 Gew.-%
H 5,5 Gew.-%
IJ 1,2 Gew.-%
0 10,9 Gew.-%
S 4,3 Gew.-%.
Der Aschegehalt betrug 12,6 Gew.-% und der Feuchtigkeitsgehalt,
betrug 2 Gew.-%. Der Reaktor hatte einen Druck von 40 Atmosphären. Es wurden 25000 kg/h Gas- von 200° C der folgenden Zusammensetzung durch die Zufuhrleitung eingespeist:
O2 99 Vol.-*
N2 O, 3 VoI-*
Ar 0,7 Vol.-%.
Ks wurden diesem Gas 1000 kg Dampf als Moderator zugesetzt.
Durch den Auslaß oder Abzug 8 wurden 5 4000 kg/h Synthesegas von 1500 C der folgenden Zusammensetzung abgezogen:
CO 6 3,5 Vol.-%
H2 31,8 Vol.-%
CO2 0,8 Vol.-%
H2S 1,3 Vol.-%
Ii2O 1 ,5 Vol.-%
COS 0,1 Vol.-3 CII4
U2 0,8 Vol.-%
Ar 0,2 Vol.-%.
Das entstandene Synthesegas war praktisch frei von Ruß und
enthielt 3 Gewichtsprozent Flugasche, die in einem Zyklon abgetrennt
wurde. Die übrigen FeststoffanteiIe wurden als Schlackenschmelze über den ringförmigen Kanal 7 abgezogen und
in ein Wasserbad zur Kühlung verbracht. Das abgekühlte Schlacke-Wasser-Goiaisch wurde unter Beibehaltung des hohen
Reaktordrucks über ein Sperrsystem abgezogen.
Claims (20)
1. Verfahren zur Herstellung von Synthesegas durch teilweise Verbrennung von fein verteiltem kohlenstoffhaltigem.Brennstoff
mit einem sauerstoffhaltigen Gas in einem Reaktor,
dadurch gekennzeichnet , daß das sauerstoffhaltige
Gas axial an einem der Reaktorenden eingespeist wird und daß, in bezug auf die Gaseinspeisestelle stromabwärts
gesehen, der Brennstoff in einem Winkel von 90 (+2G)
zur Reaktorachse von einer innerhalb des Reaktors gelegenen Stelle eingespeist wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das sauerstoffhaltige Gas am Boden des Reaktors eingespeist wird und daß das entstandene Synthesegas am oberen Ende des
Reaktors abgezogen wird. I
3. Verfahren r>.ach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der kohlenstoffhaltige Brennstoff in suspendierter Form mit Hilfe einer oder mehrerer Einsprüh- oder Einspritzvorrichtungen am Ende einer axialen Zufuhrleitung eingespeist
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenstoffhaltige Brennstoff mit Hilfe einer Ejektorvorrichtung
am Ende einer axialen Zufuhrleitung eingespeist wird.
jOO 1
■ι-
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Zentrifugalpumpe als Ejektor verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die entstandene Schlacke in einen
ringförmigen Kanal am Reaktorboden gesammelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas über
eine trichterförmige Ausmündung eingespeist wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff auf Höhe der Stelle eingespeist wird, an
der das sauerstoffhaltige Gas im wesentlichen homogen über
den Querschnitt des Reaktors verteilt ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf einen. Wert
zwischen 3 und 60 Atmosphären eingestellt ist.
10. Verfanren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurcn
gekennzeichnet, daß die Temperatur auf einen Wert zwischen 1300 und 1900° C eingestellt ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß etwa 0,1 bis O,9 kg/s kohlenstoffhaltiger
Brennstoff je m des ReaktorVolumens eingespeist
wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas in
einem Veraältnis von 0,6 bis 0,8 kg Sauerstoff/kg Kohlenstoff
zugeführt wird.
13. Reaktor zur Herstellung von Synthesegas nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine axiale Gas zufuhr leitung an einem der Reaktorenden und
in einiger Entfernung von dieser Stelle innerhalb des Reaktors eine Brennstoffzuführleitung aufweist, die in einem
Winkel von 90° (+ 20°) zur Reaktorachse verläuft.
14. Reaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gaszufuhrleitung am Boden des Reaktors und die Gasabzugsleitung am oberen Ende des Reaktors angeordnet ist.
15. Reaktor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffzuführleitung aus einem axialen Rohr
mit einer oder mehreren Einsprühvorrichtungen an seinem Ende innerhalb des Reaktors besteht.
16. Reaktor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
die
daß/Brennstoffzuführleitung aus einem axialen Rohr mit einem
daß/Brennstoffzuführleitung aus einem axialen Rohr mit einem
Ejektor an seinem Ende innerhalb des Reaktors besteht.
17. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektor eine Zentrifugalpumpe ist.
■H-'r
18. Reaktor nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß am Reaktorboden ein ringförmiger Kanal vorgesehen ist.
19. Reaktor nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausmündung für die Gaszufuhr trichterförmig ausgebildet ist. .
20. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Brennstoffeinspeisestelle in solcher Entfernung von
der Gaseinspeisestelle befindet, daß eine durch den eingespeisten Brennstoff senkrecht zur Reaktorachse entstandene
Ebene die Reaktorwand auf derselben Höhe schneidet wie die Fortsetzung der durch den Trichter gebildeten Ebene der Gaszufuhr.
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---|---|---|---|
NL8004971A NL8004971A (nl) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | Werkwijze en reactor voor de bereiding van synthesegas. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3134333A1 true DE3134333A1 (de) | 1982-05-06 |
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DE (1) | DE3134333A1 (de) |
NL (1) | NL8004971A (de) |
ZA (1) | ZA816015B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999066008A1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-12-23 | Graveson Energy Management Ltd. | Gasification reactor apparatus |
GB2343459A (en) * | 1998-06-16 | 2000-05-10 | Graveson Energy Management Ltd | Gasification reactor apparatus |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69831407T2 (de) * | 1997-06-06 | 2006-06-14 | Texaco Development Corp | Sauerstoffflusssteuerung für die vergasung |
US20060165582A1 (en) * | 2005-01-27 | 2006-07-27 | Brooker Donald D | Production of synthesis gas |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1291946A (en) * | 1970-02-26 | 1972-10-04 | Smidth & Co As F L | Treatment of cement raw materials and plants for use therein |
JPS5717038B2 (de) * | 1973-04-23 | 1982-04-08 | ||
US3963426A (en) * | 1974-07-22 | 1976-06-15 | Cameron Engineers, Incorporated | Process for gasifying carbonaceous matter |
DE2640180B2 (de) * | 1976-09-07 | 1980-10-23 | Projektierung Chemische Verfahrenstechnik Gmbh, 4030 Ratingen | Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen fester Brennstoffe |
NL7610130A (nl) * | 1976-09-13 | 1978-03-15 | Shell Int Research | Inrichting en werkwijze voor het toevoeren van brandstofpoeder aan een met gas op hoge druk gebracht vat. |
US4177042A (en) * | 1977-02-18 | 1979-12-04 | British Gas Corporation | Coal gasification plant |
US4197092A (en) * | 1978-07-10 | 1980-04-08 | Koppers Company, Inc. | High pressure coal gasifier feeding apparatus |
US4278446A (en) * | 1979-05-31 | 1981-07-14 | Avco Everett Research Laboratory, Inc. | Very-high-velocity entrained-bed gasification of coal |
US4278445A (en) * | 1979-05-31 | 1981-07-14 | Avco Everett Research Laboratory, Inc. | Subsonic-velocity entrained-bed gasification of coal |
US4312638A (en) * | 1980-04-18 | 1982-01-26 | Westinghouse Electric Corp. | Coal gasification process |
-
1980
- 1980-09-02 NL NL8004971A patent/NL8004971A/nl not_active Application Discontinuation
-
1981
- 1981-06-10 CA CA000379419A patent/CA1173249A/en not_active Expired
- 1981-08-31 AU AU74769/81A patent/AU546509B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-08-31 ZA ZA816015A patent/ZA816015B/xx unknown
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-
1983
- 1983-08-01 US US06/519,354 patent/US4456546A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999066008A1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-12-23 | Graveson Energy Management Ltd. | Gasification reactor apparatus |
GB2343459A (en) * | 1998-06-16 | 2000-05-10 | Graveson Energy Management Ltd | Gasification reactor apparatus |
GB2342984B (en) * | 1998-06-16 | 2002-08-28 | Graveson Energy Man Ltd | Gasification reactor apparatus |
GB2343459B (en) * | 1998-06-16 | 2002-10-09 | Graveson Energy Man Ltd | Burner |
US6648932B1 (en) | 1998-06-16 | 2003-11-18 | Graveson Energy Management Ltd. | Gasification reactor apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA816015B (en) | 1982-08-25 |
NL8004971A (nl) | 1982-04-01 |
US4456546A (en) | 1984-06-26 |
AU546509B2 (en) | 1985-09-05 |
CA1173249A (en) | 1984-08-28 |
AU7476981A (en) | 1982-03-11 |
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