DE3245567C2

DE3245567C2 - Verfahren zum Vergasen kohlehaltiger Agglomerate im Festbett

Info

Publication number: DE3245567C2
Application number: DE3245567A
Authority: DE
Inventors: Michael 6500 Mainz Eichelsbacher; Carl Dr. 6000 Frankfurt Hafke; Rudolph 6393 Wehrheim Kohlen; Rainer Dr. 6270 Idstein Reimert; Wolfgang Dr.-Ing. 4250 Bottrop Schäfer
Original assignee: Ruhrkohle AG; Metallgesellschaft AG; Steag GmbH; Ruhrgas AG
Current assignee: GEA Group AG; EOn Ruhrgas AG; RAG AG; Steag GmbH
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1985-04-18
Also published as: US4599092A; DE3245567A1; AU557140B2; ZA838758B; FR2537592A1; GB2131448B; AU2185483A; JPS59115388A; GB2131448A; GB8332765D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergasen kohlehaltiger Agglomerate in einem Reaktor unter einem Überdruck von vorzugsweise 5-150 bar. Die Agglomerate werden aus einem Vorratsbereich von oben aufgegeben und bilden im Reaktor ein Festbett, das sich langsam nach unten bewegt und durch das man von unten nach oben mindestens zwei der Vergasungsmittel Sauerstoff, Luft, Wasserdampf und Kohlendioxyd leitet. Feste Asche oder flüssige Schlacke werden unter dem Festbett und wasserdampfreiche Produktgase werden im Oberteil des Reaktors oberhalb des Festbettes abgezogen. Um das Kondensieren von Wasserdampf auf den Agglomeraten des Vorratsbereichs ganz oder weitgehend zu verhindern, wird erfindungsgemäß in den Vorratsbereich ein von Sauerstoff und Wasserdampf weitgehend freies Schutzgas eingeleitet und ein Druck des Schutzgases aufrechterhalten, der etwa dem Druck des Produktgases entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschleusen für das Vergasen kohlehaltiger Brennstoffe in einem Reaktor unter Oberdruck, wobei die Brennstoffe aus einem gasbespannten Schleusenbehälter periodisch dem Brennstoffverteiler des Reaktors zugeführt werden, von wo sie auf das sict langsi-a nach unten, den Vergasungsmitteln entgegen bewegende Festbett ablaufen, das Produktgas im Oberteil df ■ Reaktors oberhalb des Festbettes abgezogen und dem Schleusenbehälter und dem Reaktor im Bereich des Brennstoffverteilers sauerstofffreies, erwärmtes Schutzgas zugeführt wird.

Ein solches Verfahren, wobei Kohle vergast und als Schutzgas Kohlendioxid oder Stickstoff, vorzugsweise mit einer Temperatur von 100 bis 300⁰C, verwendet wird, ist aus der DE-OS 26 07 754 bekannt. Hierbei geht es darum, daß man das Schutzgas ohne Schwierigkeiten in die Atmosphäre leiten kann. — Ein ganz ähnliches Verfahren mit Kohlendioxid als Schutz- bzw. Bespannungsgas für den Schleusenbehälter beschreibt DE-PS 8 09 226. - Der DD-PS 147 249 bemäß wird die Schleuse zunächst mit kaltem Rohgas bis zu einem Druck, der knapp unter dem Reaktordruck liegt, bespannt und die Restbespannung mit erhitztem Rohgas oder z. B. mit N2, CO2, CH« oder Erdgas vorgenommen, um in der Schleuse Kondensationserscheinungen weitgehend auszuschließen.

Untersuchungen zeigten, daß Schwierigkeiten entstehen, wenn auf dem Brennstoffverteiler befindliche kohlehaltige Agglomerate mit wasserdampfreichem Produktgas intensiv in Berührung kommen und der Wasserdampf auf den relativ kalten Agglomeraten kondensiert Die Temperatur der Agglomerate auf dem Brennstoffverteiler liegt ja im allgemeinen weit unter der Temperatur des Produktgases, das Temperaturen von etwa 300-800⁰C aufweist. Der auf den Agglomeraten kondensierende Wasserdampf verringert die die Agglomerate zusammenhaltenden Bindekräfte, so daß die Agglomerate erweichen oder gar zerfallen. Dies führt einmal zu einem unerwünschten Ansteigen des Feinkornanteils in dem dem Festbett aufgegebenen Brennstoff, zum anderen kann das Ablaufen der Agglomerate aus dem Brennstoffverteiler behindert oder gar blockiert wer

den.

Es ist die Aufgabe gestellt, beim eingangs genannten Verfahren diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß bei der Verwendung von Brennstoff-Agglomeraten als Brennstoff in den Bereich des Brennstoffverteilers getrocknetes Produktgas oder von Wasserdampf weitgehend freies Methan mit einer über dem Taupunkt des Rohgases liegenden Temperatur als Schutzgas kontinuierlich ein-

to geleitet wird. Dadurch wird der Kontakt des Produktgases mit den Agglomeraten des Brennstoffverteilers so weit ausgeschlossen, daß störendes Kondensieren von Wasserdampf unterbleibt tiei den für das Verfahren in Frage kommenden Ver gasungsreaktoren für die Festbettvergasung befindet sich im Oberteil des Reaktors unterhalb der Schleuse der Brennstoffverteiler, der um eine vertikale Achse langsam rotiert und durch eine oder mehrere Auslauföffnungen die Kohle auf das Festbett verteilt Ober die- sem Brennstoffverteiler besteht eine Schüttung aus dem stückigen, zu vergasenden Brennstoff, bei dem es sich im vorliegenden Fall um kohlehaltige Agglomerate handelt Solche drehenden Verteiler sind aus dem deutschen Patent 23 52 900 und der deutschen Offenlegungsschrift 26 07 742 bekannt Um zu verhindern, daß das wasserdampfreiche Produktgas die Kondensation von Wasserdampf auf den Agglomeraten des Brennstoffverteilers bewirkt wird das Schutzgas in den Bereich des Brennstoffverteilers kontinuierlich eingeleitet und verhindert

so, daß das Produktgas während des öffnens der Schleuse in störender Weise in den Bereich des Brennstoffverteilers oder gar bis zur Schleuse vordringen kann. Es ist aber selbstverständlich möglich, neben dem Einleiten von Schutzgas in den Verteilerbereich zusätz lieh auch Schutzgas der Schleuse aufzugeben.

Wenn die Schleuse von außen zu füllen ist und deshalb entspannt werden muß, kann das ausströmende Schutzgas rekomprimiert und wiederverwendet werden.

Die für das Verfahren in Frage kommenden kohlehaltigen Agglomerate können auf verschiedene Weise, z. B. durch Brikettieren, Pelletieren oder Extrudieren geformt sein. Die Agglomerate können neben Kohle als Hauptkomponente auch Braunkohle oder Torf enthal ten. Durch verschiedene Bindersubstanzen, z. B. Pech oder Teer, läßt sich die Festigkeit und auch die Witterungsbeständigkeit der Agglomerate verbessern. Die Erzeugung verschiedenartiger, für das Verfahren geeigneter Agglomerate ist bekannt. Die Agglomerate haben im allgemeinen Korngrößen bzw. Durchmesser etwa im Bereich von 10—80 mm.

Einzelheiten des Verfahrens werden mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert, welche nur den oberen Teil des Vergasungsreaktors zeigt

Nachdem der Schleusenzyklus durch ein Steuerungssignal, beispielsweise von einer Füllstandsmessung, gestartet wurde, werden zum Vergasen bestimmte kohlehaltigen Agglomerate durch den Einfülltrichter 1 bei geöffnetem Ventil 2 in den Schleusenbehälter 3 gege ben. Während dieses Vorgangs ist das Auslaufventil 4 geschlossen. Nach dem Füllen des Behälters 3 bei Atmosphärendruck wird das Ventil 2 geschlossen und bei geschlossenem Entspannungsventil 5 Schutzgas vom Kompressor 6 durch die Leitung 7 zugeführt. Wenn im Schleusenbehälter 3 ungefähr der gleiche Druck erreicht ist, wie er im Vergasungsreaktor 8 herrscht, kann das Ventil 4 geöffnet werden, und der Brennstoff fließt dann zunächst aus der Schleuse 3 in den Bereich des

Brennstoffverteilers 9. Der Verteiler 9 besteht im wesentlichen aus einem tellerartigen Boden, der in nicht näher dargestellter Weise gelagert und um eine vertikale Welle 10 drehbar ist Der Verteiler 9 weist eine oder mehrere Auslauföffnungen 11 auf, durch welche die kohlehaltigen Agglomerate, ggf. zusammen mit körniger Kohle, kontinuierlich auf das Vergasungs-Festbett 12 verteilt werden.

Das Produktgas der Vergasung kommt von unten aus dem Festbett und zieht durch den Produktgas-Auslaß 13 ab. Um zu verhindern, daß Produktgas in störender Konzentration in die auf dem Verteiler 9 befindliche Brennstoffschüttung 14 gelangt, wird Schutzgas kontinuierlich vom Kompressor 6 durch die Leitung Ta durch diese Schüttung 14 geleitet Dieses Schutzgas strömt ebenfalls zum Auslaß 13. Wenn der Schleusenbehälter bei geschlossenem Ventil 4 vor dem Wiederbefüllen ent-

f spannt werden muß, wird das Schutzgas durch das geöffnete Ventil 5 abgeleitet Dieses Schutzgas kann bei ££ Bedarf wieder vom Kompressor 6 angesaugt werden. ψ Es ist ersichtlich, daß man bei der üblichen koruinuier- |! lieben Zufuhr von Schutzgas durch die Leitung 7a auf |i die Schutzgaszufuhr auch zum Schleusenbehälter 3 |¥ durch die Leitung 7 verzichten kann, wenn man in Kauf tf nimmt daß beim öffnen des Ventils 4 Produktgas in & relativ kleiner Menge von unten in die Schüttung 14 V eindringt Bei genügend hoher Menge des Schutzgases j» aus der Leitung Ta wird dieses Produktgas rasch wieder ψ\ aus dem Bereich des Kohleverteilers verdrängt, so daß fc Nachteile auf die Festigkeit der Agglomerate nicht in i$. störender Weise auftreten.

f? Durch das kontinuierliche Einströmen von Schutzgas [. durch die Schüttung 14 bzw. bei geöffnetem Ventil 4 U auch durch den mit Agglomeraten gefüllten Behälter 3 Jjv entsteht ein geringes Druckgefälle von Behälter 3 über ψ. Schaltung 14 in das Festbett 12, so daß eine Rückströ-■j mung von wasserdampfhaltigem Produktgas auch aufv grund thermischen Auftriebs infolge freier Konvektion ■^; verhindert wird.

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;! . Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

• Patentanspruch:

Verfahren zum Einschleusen für das Vergasen kohlehaltiger Brennstoffe in einem Reaktor unter Oberdruck, wobei die Brennstoffe aus einem gasbespannten Schleusenbehälter periodisch dem Brennstoffverteiler des Reaktors zugeführt werden, von wo sie auf das sich langsam nach unten, den Vergasungsmitteln entgegen bewegende Festbett ablaufen, das Produktgas im Oberteil des Reaktors oberhalb des Festbettes abgezogen und dem Schleusenbehälter und dem Reaktor im Bereich des Brennstoffverteilers sauerstofffreies, erwärmtes Schutzgas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von Brennstoff-Agglomeraien als Brennstoff in den Bereich des Brennstoffverteilers getrocknetes Produktgas oder von Wasserdampf wegsehend freies Methan mit einer über dem Taupunkt des Rohgases liegenden Temperatur als Schutzgas kontinuierlich eingeleitet wird.