DE3342383C1 - Process and equipment for gasifying organic carbonaceous fuels containing heavy metals - Google Patents

Process and equipment for gasifying organic carbonaceous fuels containing heavy metals

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Abstract

The invention relates to a process for gasifying organic carbonaceous fuels containing heavy metals, namely a primary fuel (9) in the form of a liquid and/or suspension in a burner (9), especially a cyclone burner, and a secondary fuel in the form of lumps, in a combined pneumatic and fixed-bed gasification at the flow temperature of the slag and at a pressure of up to 40 bar with oxygen- and/or steam-containing gasifying agent, and to equipment for this process. To prevent the formation of a low-melting eutectic from the heavy metal, for example vanadium, contained in the fuel and the refractory material of the gasifier wall, it is provided according to the invention that slag arising in the gasification process is collected in a molten bath (4) of a sodium carbonate melt, the resulting sodium carbonate/slag mixture is taken off, the slag is separated from the sodium carbonate/slag mixture and at least partially admixed to the primary fuel upstream of the burner (9). <IMAGE>

Description

In den Feuerungsanlagen entsteht aufgrund der großen Affinität des Vanadins zum Sauerstoff Vanadinpentoxid (V205), welches mit den Tonerdesilikaten der Schamottesteine niedrigschmelzende Eutektika bildet Je nach der vorhandenen Konzentration des V2Os können die Schmelzpunkte des Mauerwerks auf ca. 850 bis 900"C herabgesetzt werden. Insbesondere Chromerzmassen sind gefährdet, wobei die Brennstoffschlacke in die Schamottesteine eindringt und bei Temperaturänderung ein schalenförmiges Abplatzen verursacht. Weiterhin begünstigt V2Os die Bildung von SO3, So daß sich tiefer schmelzende Bisulfate bilden und zusammen mit den gut benetzenden V2Os-Krusten auf legierten Stählen der Kesselrohre hervorrufen und enorme wirtschaftliche Schäden verursachen. Die partielle Oxidation erfolgt unter Rußbildung (2 bis 3%), um insbesondere Vanadin, Nickel und Eisen über die Zwischenstufe der Sulfidbildung (V2S. NiS, FcS) adsorbtiv an den Ruß anzulagern Nach der Vergasungsreaktion gelangen 95% des Rußes mit dem Synthesegas in einen Wärmeaustauscher, wo eine Abkühlung von 1200"C auf 300"C erfolgt. Im Temperaturbereich von 400 bis 200"C kann es zur Bildung von Nickelcarbonyl (Ni(CO)4) und in geringerem Maße von Eisencarbonyl (Fe(CO)s) kommen. Weiterhin wird in diesem Temperaturbereich die H2S, FeS-Korrosion unter der katalytischen Wirkung von V und Ni begünstigt. Erfahrungsgemäß kommt es dann zu Korrosionsraten von ca. 2 bis 3 mm/8000 h, welche exponentiell ansteigen, wenn das Ruß/Schlacke-Gemisch zu 100% rezirkuliert würde und somit die ca. l0fache Menge des Vanadins gegenüber der Normalzufuhr eingebracht wird. Um den Ruß von den Schwermetallen zu trennen, sind aufwendige naß-chemische Phasentrennungen mit Naphtha und nachfolgender Gemischdestillation erforderlich. Die Rückgewinnung des Vanadins muß über einen Röstprozeß des Schlacke/Vanadin-Gemisches in Anwesenheit von Natriumchlorid und Natriumcarbonat zu Natriumvanadat bei ca. 850 bis 900"C und anschließendem sauren Ausschluß zu V2Os erfolgen. Mit dem konventionellen Verfahren zur partiellen Oxidation ist der Einsatz von festen schwermetallangereicherten Rückständen, wie Petrolkoks oder aschereiche Ballastkohle nicht möglich.Due to the great affinity of the Vanadins to Oxygen Vanadium pentoxide (V205), which with the alumina silicates the firebrick forms low-melting eutectics depending on the existing Concentration of the V2Os can reduce the melting point of the masonry to approx. 850 to 900 "C be reduced. In particular, chrome ore masses are at risk, with the fuel slag Penetrates into the firebricks and forms a bowl-shaped when the temperature changes Causes flaking. Furthermore, V2Os favors the formation of SO3, so that Form deeper melting bisulfates and together with the well-wetting V2Os crusts on alloyed steels of the boiler tubes and cause enormous economic damage cause. The partial oxidation takes place with soot formation (2 to 3%), in particular to Vanadium, nickel and iron via the intermediate stage of sulphide formation (V2S. NiS, FcS) adsorbing to the soot to be deposited after the gasification reaction arrive 95% of the soot with the synthesis gas in a heat exchanger, where a cooling of 1200 "C to 300" C takes place. In the temperature range from 400 to 200 "C it can develop of nickel carbonyl (Ni (CO) 4) and to a lesser extent iron carbonyl (Fe (CO) s) come. Furthermore, the H2S, FeS corrosion is reduced in this temperature range favored the catalytic effect of V and Ni. Experience shows that it happens then to corrosion rates of approx. 2 to 3 mm / 8000 h, which increase exponentially when 100% of the soot / slag mixture would be recirculated and thus about 10 times the amount of vanadium is introduced compared to the normal intake. About the soot from the heavy metals to separate are complex wet-chemical phase separations with naphtha and subsequent Mixture distillation required. The recovery of the vanadium must have a Roasting process of the slag / vanadium mixture in the presence of sodium chloride and Sodium carbonate to sodium vanadate at approx. 850 to 900 "C and then acidic Exclusion to V2Os take place. With the conventional method of partial oxidation is the use of solid, heavy-metal-enriched residues such as petroleum coke or ash-rich ballast charcoal is not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß das Vanadin mit dem Feuerfestmaterial der Vergaserwandung keine niedrigschmelzenden Eutektika bildet. The object of the present invention is therefore to provide a device of the generic type so that the vanadium with the refractory material the wall of the gasifier does not form any low-melting eutectics.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention with the features of the characterizing Part of claim 1 solved.

Hierdurch sind die obengenannten Nachteile vermieden. Es können flüssige und feste kohlenstoffhaltige Rückstände, die mit Schwermetallen, insbesondere Vanadin, angereichert sind, in einem Prozeßschritt unter Schlackefließbedingungen und Drücken bis zu ca. 40 bar bei Kombination von Flugstrom- und Festbettvergasung in nieder- oder mittelkaloriges Gas umgewandelt werden. Die ablaufende Schlacke wird in dem Natriumcarbonat-Quenchbad, das sich bei 853 bis 900"C im schmelzflüssigen Zustand befindet, aufgefangen und erstarrt schwimmend auf dem Natriumcarbonat. Das Vanadin kommt bei der partiellen Oxidation in den Oxidationsstufen V2O4, V203, VO vor. V204 hat einen Schmelzpunkt von 1600"C, so daß hierdurch keine Auflösungserscheinungen der Stampfmasse zu befürchten sind. Insbesondere V203 und VO sind jedoch für derartige Erscheinungen verantwortlich, da V203 befähigt ist, in das Korundgitter einzutreten. Dies wird mit der Erfindung dadurch verhindert, daß man dem Primärbrennstoff die Schlacke beimischt, die bei dem Vergasungsprozeß entsteht. Diese hat bei mindestens einem der eingesetzten Kohlenstoffträger eine Zusammensetzung von etwa 25 bis 35% Al203, 35 bis 40% SiO2, 1 bis 8% CaO, 1 bis 10% Fe, 1 bis 0,5% Na2O und 1 bis 0,5% P2O5, ist also korundangereichert. Im Temperaturbereich der Sekundärvergasung zwischen etwa 800 und 10000 C treten meistens keine Schwermetallreaktionen auf, so daß eine Rückführung der Schlacke in den Sekundärbrennstoff möglich, meistens aber nicht notwendig ist. Eine vollständige Rückführung der Schlacke ist zwar auch möglich, meistens aber nicht erforderlich, da das Vanadin im Natriumcarbonat-Schmelzbad zu Natriumvanadat (NaVO3, Na4V207; Schmelzpunkt ca. 630"C) reagiert und somit über eine Art »Röstprozeß« das Vana- din aus der Schlacke herausgelöst wird. Die zurückgewonnene Schlacke hat einen Restgehalt an Natriumcarbonat, welches die Basizität der Schlacke erhöht und dadurch die Vanadin-Einbindung begünstigt. Der Natriumcarbonat-Gehalt der Schlacke sollte 1% nicht übersteigen, da sich sonst aufgrund der Flammenreaktion Natriumcarbonat zu Na2O und CO2 zersetzt und damit ein zu hoher Na2O-Anteil den Schlackeschmelzpunkt wieder herabsetzt. Die in den Primärbrennstoffstrom eingebrachte Schlacke erhöht den Schlackeschmelzpunkt unter Bindung des Vanadins, so daß die Reaktion mit dem Mauerwerk aufgrund geringerer Benetzbarkeit abgefangen wird. This avoids the disadvantages mentioned above. It can be liquid and solid carbonaceous residues containing heavy metals, especially vanadium, are enriched in one process step under slag flow conditions and pressures up to approx. 40 bar with a combination of entrained flow and fixed bed gasification in low or medium calorific gas. The slag running off is in the Sodium carbonate quench bath that is at 853 to 900 "C in the molten state located, caught and solidified floating on the sodium carbonate. The vanadium occurs during partial oxidation in the oxidation states V2O4, V203, VO. V204 has a melting point of 1600 "C, so that there are no signs of dissolution the rammed earth are to be feared. In particular, V203 and VO are for such Phenomena responsible, as V203 is able to enter the corundum lattice. This is prevented with the invention that the primary fuel Added slag that is formed during the gasification process. This has at least one of the carbon carriers used has a composition of about 25 to 35% Al203, 35 to 40% SiO2, 1 to 8% CaO, 1 to 10% Fe, 1 to 0.5% Na2O and 1 to 0.5% P2O5, is therefore enriched with corundum. In the temperature range of the secondary gasification between about 800 and 10000 C usually no heavy metal reactions occur, so that a Return of the slag to the secondary fuel is possible, but mostly not necessary is. Complete recycling of the slag is also possible, but mostly not necessary because the vanadium in the sodium carbonate melt bath increases Sodium vanadate (NaVO3, Na4V207; melting point approx. 630 "C) reacts and thus over a kind of "roasting process" the Vana din is released from the slag. The recovered Slag has a residual content of sodium carbonate, which is the basicity of the slag increased and thereby the vanadium integration is favored. The sodium carbonate content the slag should not exceed 1%, otherwise it will be due to the flame reaction Sodium carbonate decomposes to Na2O and CO2 and thus too high a Na2O content Slag melting point decreases again. The one introduced into the primary fuel stream Slag increases the slag melting point by binding the vanadium, so that the Reaction with the masonry is intercepted due to lower wettability.

Bei der erfindungsgemäßen Prozeßführung wird die Rußbildung und V-, Ni-Sulfid-Bildung verhindert, wenn etwa 4 kg Luft/kg Primärkohlenstoffträger bzw. 0,8 kg O2/kg Primärkohlenstoffträger und ca. 0,25 kg Dampf/ kg Primärkohlenstoffträger bzw. 0,6 kg Dampf/kg Primärkohlenstoffträger für die Hochtemperaturfahrweise sorgen. In the process according to the invention, the soot formation and V-, Ni sulphide formation is prevented if about 4 kg air / kg primary carbon carrier or 0.8 kg O2 / kg primary carbon carrier and approx. 0.25 kg steam / kg primary carbon carrier or 0.6 kg steam / kg primary carbon carrier ensure high-temperature operation.

Das Natriumcarbonat-Schmelzbad wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 853 und 900"C gehalten. The sodium carbonate melt bath is preferably at a temperature held between 853 and 900 "C.

Das aus dem Natriumcarbonat-Schmelzbad abgezogene Natriumcarbonat-Schlacke-Gemisch wird bei einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens in einem Wasserbad aufgefangen und dadurch gelöscht und granuliert. The sodium carbonate / slag mixture withdrawn from the sodium carbonate melt bath is collected in one embodiment of the inventive concept in a water bath and thereby deleted and granulated.

Die Schlacke kann so auf einfache Weise nach dem Granulieren in einer Trennvorrichtung, z. B. einem Schwerkraftabscheider, aus dem Natriumcarbonat-Schlacke-Gemisch abgetrennt werden. The slag can thus be easily stored in a Separation device, e.g. B. a gravity separator, from the sodium carbonate slag mixture be separated.

Die Rezirkulationsrate ist vorzugsweise so eingestellt, daß in dem dem Brenner zugeführten Primärbrennstoffstrom das Mol-Verhältnis Al203/V wenigstens 3 beträgt. Hierdurch wird gewährleistet,. daß eine Reaktion des Vanadins mit dem Mauerwerk aufgrund geringer Benetzbarkeit zuverlässig abgefangen wird. The recirculation rate is preferably adjusted so that in the the primary fuel flow fed to the burner has at least the molar ratio Al 2 O 3 / V 3 is. This ensures. that a reaction of the vanadium with that Masonry is reliably intercepted due to poor wettability.

Bei einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt der Masse-Anteil der Schlacke in dem dem Brenner zugeführten Primärbrennstoffstrom wenigstens 100/o. Auf diese Weise erfolgt über den Massenstrom ein genügender Stoffaustausch. Es ist hierbei unerheblich, ob der Schlackenstrom aus dem Primär- oder dem Sekundärbrennstoff stammt. In a special embodiment of the device according to the invention is the mass fraction of the slag in the primary fuel flow fed to the burner at least 100 / o. In this way, there is a sufficient exchange of substances via the mass flow. It is irrelevant here whether the slag flow from the primary or the secondary fuel originates.

Schlacke kann dem Primärbrennstoffstrom in feingranulierter Form zugeführt werden, beispielsweise beim Anfahren, wenn der Schlackeanteil des Primärbrennstoffes kleiner als tO% ist Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken wird aus dem nach dem Abtrennen der Schlacke aus dem Natriumcarbonat-Schlacke-Gemisch verbleibenden Natriumcarbonat-Natriumvanadat-Gemisch das Natriumcarbonat abgetrennt, so daß es wiederverwendbar ist. Slag can be added to the primary fuel flow in finely granulated form be supplied, for example when starting up, when the slag portion of the primary fuel is less than tO%. According to a further inventive concept, the after Separating the slag from the sodium carbonate / sodium vanadate mixture remaining in the sodium carbonate / slag mixture separated the sodium carbonate so that it can be reused.

Dies kann bei einer besonderen Ausgestaltung insbesondere dadurch erfolgen, daß das Natriumcarbonat des Natriumcarbonat-Natriumvanadat-Gemisches oxidativ regeneriert und das Natriumvanadat naß-chemisch ausgefällt wird. In a particular embodiment, this can in particular be achieved by this take place that the sodium carbonate of the sodium carbonate-sodium vanadate mixture is oxidative regenerated and the sodium vanadate is precipitated wet-chemically.

Das so regenerierte Natriumcarbonat kann dann in das Natriumcarbonat-Schmelzbad zurückgeführt werden. The sodium carbonate regenerated in this way can then be put into the sodium carbonate melt bath to be led back.

Die Rückführung des regenerierten Natriumcarbonats in das Natriumcarbonat-Schmelzbad erfolgt vorteilhafterweise mittels Sauerstoff- oder Luftinjektoren. The return of the regenerated sodium carbonate to the sodium carbonate melt bath takes place advantageously by means of oxygen or air injectors.

Die Sauerstoff- oder Luftinjektoren können über eine Bodenblasform in das Natriumcarbonat-Schmelzbad münden. Der Sauerstoff des sauerstoffhaltigen Injektionsgases befördert die für die Vanadat-Gewinnung crforderliche oxidative Durchmischung und Aufrechter haltung der Natriumcarbonatschmelze. Ein Überschuß an Sauerstoff gelangt mit dem Primärgas in den Sckundärreaktor. The oxygen or air injectors can be blown via a bottom mold into the sodium carbonate melt bath flow out. The oxygen of the oxygen-containing Injection gas transports the oxidative substances required for vanadate recovery Mixing and maintaining the sodium carbonate melt. An excess oxygen reaches the secondary reactor with the primary gas.

Das Natriumvanadat wird vorzugsweise nach der Abtrennung aus dem Natriumcarbonat-Natriumvanadat-Gemisch mittels Säure oder Fc(il)Salz oxidiert. Hierdurch entsteht in saurer wäßriger Lösung V205 oder Ferrovanadin. The sodium vanadate is preferably after separation from the Sodium carbonate-sodium vanadate mixture oxidized by means of acid or Fc (il) salt. Through this formed in acidic aqueous solution V205 or ferrovanadine.

Zweckmäßigerweise ist das Na triumcarbonat-Schmelzbad unterhalb des für die Flugstromvergasung bestimmten Primärreaktors und/oder des für die Festbettvergasung bestimmten Sekundärrcaktors innerhalb des Vergasungsreaktors angeordnet, so daß die Schlakke unmittelbar in das Natriumcarbonat-Schmelzbad abfließen kann. Appropriately, the sodium carbonate melt bath is below the intended for entrained flow gasification and / or the primary reactor for fixed bed gasification certain secondary Rcaktors arranged within the gasification reactor, so that the slag can flow off directly into the sodium carbonate melt bath.

Es ist ferner von Vorteil, wenn der Primärreaktor und der Sekundärreaktor nebeneinander in dem Vcrgasungsreaktor und das Natriumcarbonat-Schmelzbad unmittelbar unter dem Primärreaktor angeordnet sind und das in dem Primärreaktor entstehende zunächst von oben nach unten strömende Primärgas unter U-förmiger Gasumlenkung in den Sekundärreaktor gelangt und dort von unten nach oben im Gegenstrom durch das Sekundärbrennstoff-Festbett gefördert wird. It is also advantageous if the primary reactor and the secondary reactor next to each other in the gasification reactor and the sodium carbonate melt bath directly are arranged under the primary reactor and the resulting in the primary reactor Primary gas initially flowing from top to bottom with a U-shaped gas deflection in the secondary reactor and there from bottom to top in countercurrent through the Secondary fuel fixed bed is promoted.

Die Schlacke von dem Primärreaktor und dem Sekundärreaktor können getrennt in das Natriumcarbonat-Schmelzbad fließen. The slag from the primary reactor and the secondary reactor can separately flow into the sodium carbonate melt bath.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrcibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Further features of the present invention emerge from FIG following description of an embodiment based on the drawing.

Die einzige Figur veranschaulicht schematisch eine Ausführungsform einer die Erfindung aufweisenden Vergasungsvorrichtung bzw. des damit auszuführenden Verfahrens. The single figure schematically illustrates an embodiment a gasification device having the invention or the one to be carried out with it Procedure.

Der Primärbrennstoff, im dargestellten Fall beispielsweise Schwerstöl oder Hydrierrückständc, wird zusammen mit Dampf und Sauerstoff, letzterer z. B. in Form von Luft, einem Brenner 9, im dargestellten Falle einem Zyklonbrenner, zugeführt. Dieser ragt in den oberen Bereich eines Primärreaktors, in welchem die Flugstromvergasung des Primärbrennstoffes stattfindet. Der Primärreaktor 2 steht im Abstand unterhalb des Brcnners 9 über einer seitlichen Strömungsverbindung 12 mit dem unteren Bereich eines Sekundärreaktors 3 in Verbindung, welchem ein Sekundärbrennstoff, im dargestellten Falle beispielsweise Petrolkoks oder Ballastkohlen, über einen Vorratsbunker 1 allmählich zugeführt werden. Auf diese Weise strömt das in dem Primärreaktor 2 entstehende Primärgas zunächst in den Primärreaktor 2 von oben nach unten und dann unter U-förmiger Umlenkung in dem Sekundärreaktor 3 im Gegenstrom zu dem darin enthaltenen Sekundärbrcnnstoff-Festbett. Das Produktgas, also das bei dem Vergasungsprozeß entstehende Heizgas oder Synthesegas wird oben aus dem Sekundärreaktor 3 über einen Stutzen 13 abgezogen. The primary fuel, in the case shown, for example, extra-heavy oil or Hydrogenation residue, is used together with steam and oxygen, the latter e.g. B. in the form of air, a burner 9, in the illustrated case a cyclone burner, is supplied. This protrudes into the upper area of a primary reactor, in which the entrained flow gasification of the primary fuel takes place. The primary reactor 2 is at a distance below of the burner 9 via a lateral flow connection 12 with the lower area a secondary reactor 3 in connection, which is a secondary fuel, shown in the Fall, for example, petroleum coke or ballast coals, gradually over a storage bunker 1 are fed. In this way, that which arises in the primary reactor 2 flows Primary gas first in the primary reactor 2 from top to bottom and then under U-shaped Deflection in the secondary reactor 3 in countercurrent to the secondary fuel fixed bed contained therein. The product gas, i.e. the heating gas or synthesis gas produced during the gasification process is withdrawn from the secondary reactor 3 via a nozzle 13 at the top.

Primärreaktor 2 und Sekundärreaktor 3 befinden sich entsprechend der zeichnerischen Darstellung in ein und demselben Vergasungsreaktor, der von Wasserrohrwänden 8 umgeben ist. Unmittelbai unter halb des Primärreaktors 2 befindet sich ebenfalls innerhalb des Vergasungsreaktors ein N at riumcarbon'.it-Schn'clzbad 4. Primary reactor 2 and secondary reactor 3 are located accordingly the graphic representation in one and the same gasification reactor, that of water pipe walls 8 is surrounded. Immediately below half of the primary reactor 2 is also located Inside the gasification reactor there is a sodium carbon'.it-Schn'clzbad 4.

Sowohl die in dem Primärreaktor 2 als auch die in dem Sekundärreaktor 3 bei dem Vcrgasungsprclzcll entstehende Schlacke wird in dem Natriumcn rbonat-Schmelzbad 4 aufgefangen und erstarrt dort schwimmend. Während die in dem Primärreaktor 2 anfallende Schlacke unmittelbar nach unten in das Natriumcarbonat-Schmelzbad 4 abfließen kann, strömt die in dem Sekundärreaktor 3 entstehende Schlacke unter Bildung eines Schlackebades im unteren Bereich des Sekundärreaktors 3 im Gegenstrom zu dem Primärgas durch die Strömungsverbindung 12 und über eine Überlaufkante 14 in das Natriumcarbonat-Schmelzbad 4.Both those in the primary reactor 2 and those in the secondary reactor 3 The slag produced in the gasification process is deposited in the sodium carbonate molten bath 4 caught and frozen there floating. While the resulting in the primary reactor 2 Slag can flow down directly into the sodium carbonate melt pool 4, the slag formed in the secondary reactor 3 flows to form a slag bath in the lower region of the secondary reactor 3 in countercurrent to the primary gas through the Flow connection 12 and over an overflow edge 14 into the sodium carbonate melt bath 4th

Das sich bildende Gemisch aus Schlacke, Na2CO3, NaVO3 und Na4V207 wird über einen seitlichen Überlauf aus dem Schmelzbad 4 abgezogen und einem Wasserbad 5 zugeführt Dort erfolgt eine Löschung und G ranulierung des Natriumcarbonat-Schlacke-Gemischs. In einer nachgeschalteten Trennvorrichtung 6, beispielsweise einem Schwerkraftabscheider, wird der Schlackeanteil aus dem Gemisch abgetrennt und ein Teilstrom dem Eingang des Brenners 9 zurückgeführt. The resulting mixture of slag, Na2CO3, NaVO3 and Na4V207 is withdrawn from the molten bath 4 via a side overflow and a water bath 5 The sodium carbonate-slag mixture is extinguished and granulated there. In a downstream separating device 6, for example a gravity separator, the slag fraction is separated from the mixture and a partial flow is fed to the inlet of the burner 9 returned.

Die Überschußschlacke wird abtransportiert. Die in dem verbleibenden Natriumcarbonat- Natriumvanadad-Gemisch verbleibende Natrinmearbonat-Menge wird oxidativ in der Stufe 7 regeneriert und das Natriumvanadild naß-chemisch zu V205 ausgefällt. Das regenerierte Natrilln1cal bonal wird über Sauerstoff- oder Luftinvektoren 10, die über eine Bodenblasform 11 in das Natriumcarbonat-Schmelzbad 4 münden, in das Natriumcarbonat-Schmelzbad 4 zurückgeführt. Die Injektoren 10 können dabei über die Leitung versorgt werden, die dem Brenner 9 den erforderlichen Sauerstoff, beispielsweise in Form von Luft, zuführt.The excess slag is removed. The ones in the remaining Sodium carbonate and sodium vanadad mixture, the remaining amount of sodium carbonate will be oxidatively regenerated in stage 7 and the sodium vanadild wet-chemically to V205 failed. The regenerated sodium carbonate is released via oxygen or air vectors 10, which open into the sodium carbonate melt bath 4 via a bottom blow mold 11, in the sodium carbonate melt bath 4 returned. The injectors 10 can thereby over the line are supplied, which the burner 9 the required oxygen, for example in the form of air.

Claims (15)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Vergasen von schwermetallhaltigen, insbesondere vanadinhaltigen organischen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, nämlich einem Primärbrennstoff in Form einer Flüssigkeit und/ oder einer Suspension in einem Brenner, insbesondere Zyklonbrenner, und einem Sekundärbrennstoff in Form von Stücken, in einer kombinierten Flugstrom- und Festbettvergasung bei Schlackefließtemperatur und einem Druck bis zu 40 bar mit sauerstoff- und/oder dampfhaltigem Vergasungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die bei dem Vergasungsprozeß anfallende Schlacke in einem Natriumcarbonat-Schmelzbad (4) aufgefangen, das Natriumcarbonat-Schlacke-Gemisch abgezogen, die Schlacke aus dem Natriumcarbonat-Schlacke-Gemisch abgetrennt und teilweise dem Primärbrennstoff vor dem Brenner (9) zugemischt wird.Claims: 1. Method for gasifying heavy metal containing, in particular vanadium-containing organic carbon-containing fuels, namely a primary fuel in the form of a liquid and / or a suspension in one Burners, in particular cyclone burners, and a secondary fuel in the form of pieces, in a combined entrained flow and fixed bed gasification at slag flow temperature and a pressure of up to 40 bar with gasifying agent containing oxygen and / or steam, characterized in that the slag obtained in the gasification process in a sodium carbonate melt bath (4) collected the sodium carbonate slag mixture withdrawn, the slag separated from the sodium carbonate slag mixture and is partially mixed with the primary fuel upstream of the burner (9). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumcarbonat-Schmelzbad (4) auf einer Temperatur zwischen 853 und 900"C gehalten wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the sodium carbonate melt bath (4) is maintained at a temperature between 853 and 900 "C. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Natriumcarbonat-Schlacke-Gemisch in einem Wasserbad aufgefangen, gelöscht und granuliert wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the withdrawn sodium carbonate slag mixture is collected in a water bath, is deleted and granulated. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke nach dem Granulieren insbesondere durch Schwerkraftscheidung, aus dem Natriumcarbonat-Schlacke-G emisch abgetrennt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the slag after granulation, in particular by gravity separation, from the sodium carbonate slag-G is emically separated. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezirkulationsrate der Schlacke so eingestellt wird, daß in dem dem Brenner zugeführten Primärbrennstoffstrom das Mol-Verhältnis Al2O3/V wenigstens 3 beträgt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in, that the rate of recirculation of the slag is adjusted so that in that of the burner supplied primary fuel stream the molar ratio Al2O3 / V is at least 3. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseanteil der Schlacke in dem dem Brenner zugeführten Primärbrennstoffstrom wenigstens 10% beträgt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in, that the mass fraction of the slag in the primary fuel flow supplied to the burner is at least 10%. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke dem Primärbrennstoffstrom in feingranulierter Form zugeführt wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in, that the slag is fed to the primary fuel stream in finely granulated form. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem nach dem Abtrennen der Schlacke verbleibenden Natriumcarbonat-Natriumvanadatgemisch das Natriumcarbonat abgetrennt wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that from the sodium carbonate-sodium vanadate mixture remaining after the slag has been separated off the sodium carbonate is separated off. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumcarbonat des Natriumcarbonat-Natriumvanadat-Gemisches oxidativ regeneriert und das Natriumvanadat naß-chemisch ausgefällt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the sodium carbonate of the sodium carbonate-sodium vanadate mixture is oxidatively regenerated and the sodium vanadate is precipitated wet-chemically. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das regenerierte Natriumcarbonat in das Natriumcarbonat-Schmelzbad zurückgeführt wird. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the regenerated sodium carbonate is fed back into the sodium carbonate melt bath will. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des regenerierten Natriumcarbonats in das Natriumcarbonat-Schmelzbad mittels Sauerstoff oder Luft erfolgt. 11. The method according to claim 10, characterized in that the return of the regenerated sodium carbonate in the sodium carbonate melt bath by means of oxygen or air. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das regenerierte Natriumcarbonat von unten in das Natriumcarbonat-Schmelzbad eingeblasen wird. 12. The method according to claim 11, characterized in that the regenerated Sodium carbonate is blown into the sodium carbonate melt bath from below. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumvanadat nach der Abtrennung aus dem Natriumcarbonat-Natriumvanadat-Gemisch mittels Säure oder Fc(l I)Salz oxidiert wird. 13. The method according to any one of claims 8 to 12, characterized in that that the sodium vanadate after separation from the sodium carbonate-sodium vanadate mixture is oxidized by means of acid or Fc (l I) salt. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacken von Primärreaktor (2) und Sekundärreaktor (3) getrennt in das Natriumcarbonat-Schmelzbad fließen. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in, that the slags from the primary reactor (2) and secondary reactor (3) are separated into the Sodium carbonate melt bath flow. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder einem der folgenden Ansprüche, bei der innerhalb eines Vergasers ein mit einem Brenner, insbesondere Zyklonbrenner, versehener Primärreaktor mit einem neben ihm angeordneten Sekundärreaktor unten verbunden ist, am Sekundärrcaktor oben der Produktgas-Abzug und innerhalb des Vergasers unten ein Schlacke-Auffangbad angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärreaktor (2) im Abstand unterhalb des Brenners (9) mit dem Sekundärreaktor (3) in Verbindung steht und das unmittelbar unter dem Primärreaktor (2) angeordnete Auffangbad ein Natriumcarbonat-Schmelzbad (4) ist, wobei diesem ein Wasserbad (5) sowie eine Schlacke-Abtrenn-Vorrichtung (6) nachgeschaltet sind, aus der die Schlacke zum Brenner (9) und das Natriumcarbonat in einen Regenerator (7) gelangt, der mit dem Schmelzbad (4) über einen Invektor (10) mit einer Bodenblasform (11) in Verbindung steht Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vergasen von schwermetallhaltigen, insbesondere vanadinhaltigen, organischen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, nämlich einem Primärbrennstoff in Form einer Flüssigkeit und/oder Suspension in einem Brenner, insbesondere Zyklonbrenner, und einem Sekundärbrennstoff in Form von Stücken, in einer kombinierten Flugstrom- und Festbettvergasung bei Schlackefließtemperatur und einem Druck bis zu 40 bar mit sauerstoff-und/oder dampfhaltigem Vergasungsmittel; sowie auf eine Vorrichtung dafür. Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt. 15. Apparatus for performing the method according to claim I or one of the following claims, in which a gasifier with a burner, in particular cyclone burner, provided primary reactor with one arranged next to it Secondary reactor is connected at the bottom, the product gas vent at the top of the secondary reactor and a slag collecting bath is arranged below the gasifier, thereby characterized in that the primary reactor (2) at a distance below the burner (9) with the secondary reactor (3) is in connection and that immediately below the primary reactor (2) arranged collecting bath is a sodium carbonate melt bath (4), this being a water bath (5) and a slag separation device (6) are connected downstream, from which the slag to the burner (9) and the sodium carbonate to a regenerator (7) reaches the melt pool (4) via an invector (10) with a bottom blow mold (11) Related The invention relates to a method of gasification of heavy metals, especially those containing vanadium, organic carbonaceous ones Fuels, namely a primary fuel in the form of a liquid and / or Suspension in a burner, in particular a cyclone burner, and a secondary fuel in the form of pieces, in a combined entrained flow and fixed bed gasification Slag flow temperature and a pressure up to 40 bar with oxygen and / or steam Gasifying agent; as well as a device therefor. Such methods and devices are known. Schwermetallangereicherte Kohlenstoffbrennstoffe (mit beispielsweise einem Gehalt von 2 Gew.-% Vanadin, 1000 ppm Nickel, 900 ppm Eisen) werden z.Zt. Heavy metal enriched carbon fuels (with for example a content of 2 wt .-% vanadium, 1000 ppm nickel, 900 ppm iron) are currently. hauptsächlich in konventionellen Kesselfeuerungen verbrannt oder in klassischen Ölvergasern partiell oxidiert.mainly burned in conventional boiler systems or in classic oil gasifiers partially oxidized.
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