DE3605715A1 - METHOD AND DEVICE FOR GASIFYING FOSSILER FUELS AND REFORMING GAS-SHAPED FUEL FOR THE GENERATION OF A MAINLY CO AND H (ARROW DOWN) 2 (ARROW DOWN) GASES - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR GASIFYING FOSSILER FUELS AND REFORMING GAS-SHAPED FUEL FOR THE GENERATION OF A MAINLY CO AND H (ARROW DOWN) 2 (ARROW DOWN) GASES

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DE3605715A1
DE3605715A1 DE19863605715 DE3605715A DE3605715A1 DE 3605715 A1 DE3605715 A1 DE 3605715A1 DE 19863605715 DE19863605715 DE 19863605715 DE 3605715 A DE3605715 A DE 3605715A DE 3605715 A1 DE3605715 A1 DE 3605715A1
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plasma generator
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Lars Falun Bentell
Björn Sala Hammarskog
Sven Hofors Santén
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SKF Steel Engineering AB
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Description

1JCfI C7 1 E> Andrejewski, Honlce & Partner, Patentanwälte in Essen 1 JCfI C7 1 E> Andrejewski, Honlce & Partner, patent attorneys in Essen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Vergasen fossiler Brennstoffe und zum Reformieren gasförmigen Brennstoffes zwecks Erzeugung eines hauptsächlich CO und H2 enthaltenden Gases. Dabei woll der Gehalt an H2O und CO2 weniger als 10% betragen und außerdem soll eine Erhöhung des Gehaltes an Wasserstoffgas im Produktgas über die Zusammensetzung im kohlenstoffhaltigen Brennstoff erzielbar sein.The invention relates to a method and a device for gasifying fossil fuels and for reforming gaseous fuel for the purpose of generating a gas mainly containing CO and H 2. The content of H 2 O and CO 2 should be less than 10% and it should also be possible to increase the content of hydrogen gas in the product gas via the composition in the carbon-containing fuel.

Die Erzeugung von Reduktions- oder Verbrennungsgas aufgrund eines Gehaltes an Kohlenmonoxid und Wasserstoffgas wird fortlaufend nach den verschiedensten Verfahren durchgeführt, welcheThe generation of reducing or combustion gas due to a content of carbon monoxide and hydrogen gas is ongoing carried out according to the most varied of procedures, which

nach völlig unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Alle diese Ul
<(\ Verfahren haben jedoch gewisse Nachteile. Die erforderliche Energie wird gewöhnlich durch Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials mit Oxidationsmittel, welches in eine leere Kammer eingeblasen wird, erzeugt. Um die Wärmeanforderung im Verfahren abzudecken, muß ein bestimmtes Verhältnis von CO und H2 verbrannt werden, was zu CO2 und H3O führt, sodaß das Gas infolgedessen höhere Gehalte an Kohlendioxid und Wasser enthält als dies erwünscht ist.work according to completely different principles. All of these ul
However, processes have certain disadvantages. The energy required is usually generated by burning a carbonaceous starting material with an oxidizing agent, which is blown into an empty chamber. In order to cover the heat requirement in the process, a certain ratio of CO and H 2 must be burned which leads to CO 2 and H 3 O, so that the gas consequently contains higher levels of carbon dioxide and water than is desired.

Bei bekannten Karburierverfahren muß daher ein Teil des Wasser- und Kohlendioxidgehaltes im erzeugten Gas in einem getrennten nachfolgenden Schritt entfernt werden, wozu das Gas zuerst gekühlt und dann erneut erwärmt werden muß. bei anderen Verfahren werden derart niedrige Temperaturen verwendet, daß Teer und Phenole gebildet werden, was jedoch bedeutet, daß das Gas gewaschen und dann erneut erwärmt werden muß, bevor es in nachfolgenden Verfahrensschritten verwendet werden kann.In known carburizing processes, part of the water and carbon dioxide content in the generated gas are removed in a separate subsequent step, including the gas first must be cooled and then reheated. in other processes such low temperatures are used that tar and phenols are formed, but this means that the gas must be washed and then reheated before it can be used in subsequent Process steps can be used.

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Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Vergasung fossiler Brennstoffe und zum Reformieren gasförmigen Brennstoffes zu schaffen, um ein Gas herzustellen, bei welchem der Gehalt an H3O und CO2 auf 0% reduziert werden kann.The invention has therefore set itself the task of creating a method for gasifying fossil fuels and for reforming gaseous fuel in order to produce a gas in which the content of H 3 O and CO 2 can be reduced to 0%.

Ferner will die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schaffen, welche außerdem die Vergasung unter hohem Druck erlaubt.Furthermore, the invention aims to create a device for carrying out the method according to the invention, which also gasification under high pressure is allowed.

Gekennzeichnet ist das eingangs beschriebene Verfahren erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daß Oxidationsmittel und Kohlenstoffträger in eine Reaktionskammer eingeblasen werden, während von außen her mittels eines in einen Plasmagenerator erhitzten Gases Energie zugeführt wird, daß in das Gasgemisch von der Reaktionskammer zwecks Karburierung von vorhandenem H2O und CO2 fein verteilter reaktiver KohTenstoffträger eingeblasen wird und das Gas danach ausreichend lange in der Reaktionskammer belassen wird, damit eine Karburierung auf den gewünschten Restanteil von H3O und CO2 im Gas erzielbar ist.The method described at the beginning is characterized according to the invention essentially in that the oxidizing agent and carbon carrier are blown into a reaction chamber, while energy is supplied from the outside by means of a gas heated in a plasma generator that is fed into the gas mixture from the reaction chamber for the purpose of carburizing any H 2 O present and CO 2 finely divided reactive carbon carriers are blown in and the gas is then left in the reaction chamber for a sufficient time so that carburization to the desired residual proportion of H 3 O and CO 2 in the gas can be achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber bisher bekannten Verfahren zahlreiche Vorteile. Die Verwendung von Außenenergie, welche durch Plasmageneratoren zugeführt wird, liefert ein Gas, bei welchem der CO0 + Ho0 - Gehalt bereits niedriger ist, d.h. etwa 15% beträgt, und welches einen Überschuß an physikalischer Wärme aufweist. Die überschüssige physikalische Wärme wird im nachfolgenden Karburierschritt ausgenutzt, um denThe method according to the invention has numerous advantages over previously known methods. The use of external energy which is supplied by means of plasma generators provides a gas in which the CO + H 0 o 0 - content is already low, ie, about 15%, and having an excess of physical heat. The excess physical heat is used in the subsequent carburizing step to reduce the

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Gehalt an CO^ und H2O durch Einblasen von reaktivem Kohlenstoff träger weiter zu reduzieren. Im Prinzip kann ein Gehalt von 0% erzielt werden, doch wird normalerweise auf Gehalte von 2-8% hingearbeitet. Durch das Einblasen von fein verteiltem reaktivem Kohlenstoffträger kann das Verfahren bei Hochdruck durchgeführt werden, im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren, bei denen Koks in stückiger Form in den Schacht durch gasdichte Schleusen eingebracht wird, wobei der Druck auf etwa 3 bar begrenzt ist.To further reduce the content of CO ^ and H 2 O by blowing in reactive carbon carriers. In principle, a level of 0% can be achieved, but levels of 2-8% are normally worked towards. By blowing in finely divided reactive carbon carriers, the process can be carried out at high pressure, in contrast to the previously known processes in which coke is introduced into the shaft in lump form through gas-tight locks, the pressure being limited to about 3 bar.

Zweckmäßigerweise wird das Oxidationsmittel insgesamt oder teilweise durch den Plasmagenerator eingeblasen. Weiterhin wird zweckmäßigerweise das Gas im Plasmagenerator auf 2000 30000C erhitzt, des weiteren ist vorgesehen, Umlaufgas durch den Plasmagenerator und Oxidationsmittel durch Düsen einzublasen, welche nahe der Müqfung des Plasmagenerators angeordnet sind. Als Oxidationsmittel kann reines Sauerstoffgas verwendet werden, jedoch auch eine Mischung aus O~, H_O und/oder COp plus möglicherweise einer geringen Menge N-. Als fossiler Brennstoff kann Kohle, Torf und/oder öl verwendet werden, welche eventuell mit Wasser vermischt werden, wobei dieses H2O einen Teil des Oxidationsmittels bildet. Der gasförmige Brennstoff besteht hauptsächlich aus CH4. Der kohlenstoffhaltige Brennstoff wird zweckmäßigerweise unmittelbar an der Öffnung des Plasmagenerators eingeblasen. Auch kann man kohlenstoffhaltigen Brennstoff in Form von Kohlenschlamm oder öl durch Düsen einblasen, welche in unmittelbarer Nähe der Mündung des Plasmagenerators angeordnet sind.The oxidizing agent is expediently blown in completely or partially through the plasma generator. Furthermore, the gas is suitably heated in the plasma generator 2000 3000 0 C, is further provided to blow recycle gas by the plasma generator and oxidant through nozzles which are arranged close to the Müqfung of the plasma generator. Pure oxygen gas can be used as the oxidizing agent, but also a mixture of O ~, H_O and / or COp plus possibly a small amount of N-. As fossil fuel, coal, peat and / or oil can be used, which may be mixed with water, this H 2 O forming part of the oxidizing agent. The gaseous fuel consists mainly of CH 4 . The carbon-containing fuel is expediently blown in directly at the opening of the plasma generator. You can also blow in carbon-containing fuel in the form of coal sludge or oil through nozzles which are arranged in the immediate vicinity of the mouth of the plasma generator.

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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird kohlenstoffhaltiger Brennstoff in Form von Trockenmaterial und Gas durch eine oder mehrere Düsen und/oder durch einen Ringspalt eingeblasen, welcher rund um die Öffnung des Plasmagenerators ausgebildet ist. Naturgemäß können beide Brennstoffarten gleichzeitig verwendet werden, in welchem Fall auch beide Arten des Einblasens verwendet werden.According to a further proposal of the invention, it contains more carbon Fuel in the form of dry material and gas is blown through one or more nozzles and / or through an annular gap, which is formed around the opening of the plasma generator. Naturally, both types of fuel can be used can be used simultaneously, in which case both types of blowing are also used.

Reaktiver Kohlenstoffträger wird möglicherweise durch eine oder mehrere Düsen eingeblasen, wobei als reaktiver Kohlenstoff träger vorzugsweise Koks verwendet wird.Reactive carbon support may be injected through one or more nozzles, with reactive carbon Carrier preferably coke is used.

Der Hauptteil der Schlacke wird vorzugsweise in flüssiger Form abgelassen.Most of the slag is preferably discharged in liquid form.

Zweckmäßigerweise wird das erzeugte Gas durch Wärmetauscher geführt oder abgekühlt.The gas generated is expediently passed through heat exchangers or cooled.

Zweckmäßigerweise wird auch durch eine oder mehrere Düsen ein Schwefelakzeptor, vorzugsweise in Form von fein verteiltem Kalk oder Dolomit, eingeblasen.Appropriately, a sulfur acceptor, preferably in the form of finely divided, is also applied through one or more nozzles Lime or dolomite, blown in.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine Reaktionskammer, wenigstens einen Plasmagenerator für die Zufuhr von Außenenergie, Zuführeinrichtungen für im Plasmagenerator zu erhitzendes Gas, zum Einblasen von Oxidationsmittl und Brennstoff in Verbindung mit dem Plasmagenerator, Zuführeinrichtungen für reaktiven Kohlenstoffträger und Schwefelakzeptor sowie einen Gasauslaß und Auslässe für Schlacke und Asche.A device for carrying out the method according to the invention is essentially characterized by a reaction chamber, at least one plasma generator for the supply of external energy, supply devices for gas to be heated in the plasma generator, for blowing in oxidizing agents and Fuel in connection with the plasma generator, feed devices for reactive carbon carriers and sulfur acceptor and a gas outlet and outlets for slag and ash.

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Der Plasmagenerator besitzt zweckmäßigerweise zylindrische Elektroden, zwischen denen ein Lichtbogen erzeugt wird. Andererseits kann auch ein Plasmagenerator verwendet werden, welcher mit Lichtobenübertragung arbeitet.The plasma generator expediently has cylindrical electrodes between which an arc is generated. On the other hand, a plasma generator that works with light transmission can also be used.

Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Einrichtung aus einem senkrechten, zylindrischen Schacht, welcher in Zonen zum Vergasen und Karburieren getrennt ist, wobei eventuell eine Einschnürung zwischen den Zonen vorgesehen ist, und welcher einen Auslaß für flüssige Schlacke am Boden besitzt sowie einen Gasauslaß im unteren Teil, welcher mit einem nachgeschalteten Separator in Verbindung steht, der in seinem unteren Teil einen Auslaß für feste Schlacke und unverdampftes Material besitzt, während in seinem oberen Teil ein Gasauslaß angeordnet ist. Die Zuführeinrichtungen für reaktiven Kohlenstoffträger und Schwefelakzeptor sind an einer oder mehreren Stellen im Schacht angeordnet und stehen mit dem Auslaß des den Schacht verlassenden Gases in Verbindung.The device according to the invention preferably consists of a vertical, cylindrical shaft which is divided into zones for gasification and carburization is separated, possibly with a constriction between the zones is provided, and which has an outlet for liquid slag at the bottom and a gas outlet in the lower part, which with a downstream separator is in connection, which in its lower part has an outlet for solid slag and non-evaporated Has material, while a gas outlet is arranged in its upper part. The feeders for reactive The carbon carrier and sulfur acceptor are arranged in one or more places in the shaft and are connected to the Outlet of the gas leaving the shaft in communication.

Zweckmäßigerweise ist der Separator als Zyklon ausgebildet, um die Entfernung von Feststoffen aus dem erhaltenen Gas zu erleichtern.The separator is expediently designed as a cyclone in order to remove solids from the gas obtained facilitate.

Vorzugsweise ist im Gasauslaß vom senkrechten Schacht und/oder im Gasauslaß des Separators ein Wärmetauscher vorgesehen.A heat exchanger is preferably provided in the gas outlet from the vertical shaft and / or in the gas outlet of the separator.

Die Zuführeinrichtungen für Kohlenstoffträger und Oxidationsmittel bestehen zweckmäßigerweise aus wenigstens einer Düse und/oder einem Ringspalt, dessen Öffnung nahe der des Plasmagenerators im Schacht liegt.The feed devices for carbon carriers and oxidizing agents expediently consist of at least one nozzle and / or an annular gap, the opening of which is close to that of the plasma generator lies in the shaft.

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Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung.Further features, advantages and embodiments of the invention emerge from the following detailed description.

Es gibt beträchtliche Vorteile, wenn man den Hauptteil der Vergasungsreaktionen in einer Vergasungszone durchführt und dann die Reaktionen in einer Karburierzone vervollständigt.There are considerable advantages in carrying out the majority of the gasification reactions in a gasification zone then the reactions are completed in a carburizing zone.

Die Vergasung kann in diesem Fall bei hoher Temperatur durchgeführt werden, welche stets über dem Schmelzpunkt der Schlacke liegen soll und im allgemeinen über 14000C, woraufhin die physikalische Wärme des Gases in der nachfolgenden Karburierzone ausgenutzt werden kann, um die Karburierreaktionen zu erzielen, welche bei etwa 10000C aufhören würden.The gasification in this case may be carried out at high temperature, which always should be above the melting point of the slag, and generally more than 1400 0 C, whereupon the physical heat of the gas can be exploited in the following Karburierzone to achieve the Karburierreaktionen which would stop at around 1000 ° C.

Die überschüssige Wärme im Gas wird auf verschiedene Weise ausgenutzt. Die relativ geringen Anteile an Wasser und Kohlendioxid im in der Vergasungskammer erzeugten Gas kann weiterhin dadurch reduziert werden, daß der physikalische Wärmegehalt des Gases nach dem Einblasen des reaktiven Kohlenstoffträgers ausgenutzt wird, um Wasser und Kohlendioxid in Wasserstoff bzw. Kohlenmonoxid umzuwandeln.The excess heat in the gas is used in various ways. The relatively low proportions of water and carbon dioxide in the gas generated in the gasification chamber can be further reduced by the fact that the physical heat content of the gas is used after the reactive carbon carrier has been blown in to convert water and carbon dioxide into hydrogen or To convert carbon monoxide.

Die erwünschten geringen Anteile an CO2 und H2O können in der Praxis nicht direkt in der Vergasungszone erzielt werden, da ein geringes Sauerstoffpotential zu einer niedrigen Reaktionsrate zwischen dem Brennstoff und dem Oxidationsmittel führt und dadurch zu einer weniger vollständigen Vergasung.The desired low proportions of CO 2 and H 2 O cannot in practice be achieved directly in the gasification zone, since a low oxygen potential leads to a low reaction rate between the fuel and the oxidizing agent and thus to less complete gasification.

*3 C Π C "7 1 Andrejewski, Hionke & Partner, Patentanwälte in Essen* 3 C Π C "7 1 Andrejewski, Hionke & Partner, patent attorneys in Essen

Als kohlenstoffhaltiger Brennstoff kann öl, Kohle, Koks, Holzkohle, Torf, Sägemehl und verschiedene Mischungen der vorgenannten Stoffe sowie gasförmiger Kohlenwasserstoff wie beispielsweise CH. verwendet werden. Dies ergibt beträchtliche wirtschaftliche Vorteile gegenüber bisher bekannten Vergasungsverfahren, welche in ihrer Gesamtheit in Bezug auf die Auswahl des Ausgangsmaterials begrenzt sind.Oil, coal, coke, charcoal, Peat, sawdust and various mixtures of the aforementioned substances and gaseous hydrocarbons such as CH. be used. This results in considerable economic advantages compared to previously known gasification processes, which in their entirety are limited in terms of the selection of the starting material.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigtThe invention is explained in detail below with reference to the accompanying drawing. The only figure shows

ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.a preferred embodiment of a device for performing the method according to the invention.

Die Einrichtung besitzt einen senkrechten zylindrischen Schacht 1 mit einer Reformzone 2 und einer Karburierzone 3. Diese beiden Zonen sind teilweise durch eine Einschnürung 4 voneinander getrennt, stehen jedoch in direkter Verbindung miteinander .The device has a vertical cylindrical shaft 1 with a reforming zone 2 and a carburizing zone 3. These both zones are partially separated from one another by a constriction 4, but are in direct connection with one another .

An der Spitze des Schachtes ist wenigstens ein Plasmagenerator 5 angeordnet, welcher einen Einlaß 6 für ein im Plasmagenerator zu erhitzendes Gas besitzt. Außerdem ist ein Ringspalt 7 vorgesehen, welcher einen Einlaß 7' besitzt, sowie Düsen 8 und 81 in unmittelbarer Nähe der Öffnung des Plasmagenerators für die Zufuhr von Oxidationsmittel und Kohlenstoffträger.At the top of the shaft there is at least one plasma generator 5 which has an inlet 6 for a gas to be heated in the plasma generator. In addition, an annular gap 7 is provided which has an inlet 7 ', as well as nozzles 8 and 8 1 in the immediate vicinity of the opening of the plasma generator for the supply of oxidizing agent and carbon carriers.

Die unter der Vergasungs- oder Reformzone 2 liegende Karburierzone 3 steht mit einem Separator 11 über eine Gasleitung 10 in Verbindung, sodaß eine ausreichend lange Verweilzeit für dasThe carburizing zone below the gasification or reforming zone 2 3 stands with a separator 11 via a gas line 10 in FIG Connection, so that a sufficiently long dwell time for the

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Esaf ° 5 ' 'Andrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Esaf ° 5 ' '

Gas sichergestellt ist, um eine Karburierung des Gases auf den gewünschten Restanteil an H2O und CO2 zu erreichen. Der Separator ist als ein zylindrischer vertikaler Schacht 12 dargestellt, kann jedoch vorzugsweise auch die Form eines Zyklons besitzen, um die Entfernung von Verschmutzungen in Teilchenform aus dem Gas zu erleichtern, wie beispielsweise von Schlackentropen und nicht vergastem Material.Gas is ensured in order to achieve a carburization of the gas to the desired residual proportion of H 2 O and CO 2 . The separator is shown as a cylindrical vertical shaft 12, but can preferably also be in the shape of a cyclone to facilitate the removal of particulate contaminants such as slag drops and ungased material from the gas.

Der Hauptteil der Schlacke aus der Vergasungszone 2 wird durch einen Schlackenauslaß 13 in der zylindrischen Vergasungszone im Schacht 1 entfernt, während das Gas begleitende Teilchen durch den Schlackenauslaß 14 am Boden des Separators entfernt werden.Most of the slag from the gasification zone 2 is discharged through a slag outlet 13 in the cylindrical gasification zone removed in shaft 1 while the gas removes accompanying particles through slag outlet 14 at the bottom of the separator will.

Funktionell bildet die Gasleitung 10 einen Teil der Karburierzone 3. Düsen 15, 16, 17 für die Zufuhr von reaktivem Kohlenstoffträger und/oder Schwefelakzeptor sind in der Vergasungszone, der Karburierzone und dieser Gasleitung 10 angeordnet. Durch diese Düsen kann eventuell auch ein Schlackenbildner eingeblasen werden.Functionally, the gas line 10 forms part of the carburizing zone 3. Nozzles 15, 16, 17 for the supply of reactive carbon carriers and / or sulfur acceptor are arranged in the gasification zone, the carburization zone and this gas line 10. A slag former can possibly also be blown in through these nozzles.

Im Auslaß 19 des Separators 10 ist ein Wärmetauscher 18 angeordnet, um einen Wärmeaustausch für das Gas zu erreichen oder dies zu kühlen, wobei diese Wärme eventuell zum Vorwärmen des Oxidationsmittels verwendet werden kann. Das erzeugte Gas kann auch oder alternativ einem Wärmeaustausch über einen Wärmetauscher in der Gasleitung 10 unterworfen werden.In the outlet 19 of the separator 10, a heat exchanger 18 is arranged, to achieve a heat exchange for the gas or to cool it, this heat possibly for preheating of the oxidizing agent can be used. The gas generated can also or alternatively involve a heat exchange a heat exchanger in the gas line 10 are subjected.

Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte inAndrejewski, Honice & Partner, patent attorneys in

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Ein Teil des erzeugten kalten Gases kann eventuell erneut in umlauf gebracht werden, um im Plasmagenerator erhitzt zu werden, in welchem Fall das Oxidationsmittel hauptsächlich durch die Düsen 8 und 81 zugeführt wird.A part of the cold gas produced can possibly be brought into circulation again in order to be heated in the plasma generator, in which case the oxidizing agent is mainly supplied through the nozzles 8 and 8 1.

Claims (23)

. t · ■■ < t Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte 3S05715 Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 10 02 64 794/E-th 20. Februar 1986 Patentanmeldung SKF Steel Engineering AB P. 0. Box 202 S-813 00 HOFORS, Schweden Verfahren und Einrichtung zum Vergasen fossiler Brennstoffe und Reformieren gasförmigen Brennstoffes zwecks Erzeugung eines hauptsächlich CO und H2 enthaltenden Gases. Patentansprüche.. t · ■■ <t Andrejewski, Honke & Partner Patent Attorneys 3S05715 Graduate Physicist Dr. Walter Andrejewski Graduate engineer Dr.-Ing. Manfred Honke Graduated Physicist Dr. Karl Gerhard Masch Attorney's files: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 10 02 64 794 / E-th February 20, 1986 Patent application SKF Steel Engineering AB P. 0. Box 202 S-813 00 HOFORS, Sweden Process and device for gasifying fossil fuels Fuels and reforming gaseous fuel to produce a gas mainly containing CO and H2. Claims. 1. Verfahren zum Vergasen fossiler Brennstoffe und Reformieren gasförmigen Brennstoffes zwecks Herstellung eines hauptsächlich CO und H2 enthaltenden Gases, dessen Gehalt an H3O und CO3 unter 10%, vorzugsweise 2 bis 8%, beträgt, wobei außerdem der Anteil an Wasserstoffgas im Produktgas über die Zusammensetzung des kohlenstoffhaltigen Brennstoffes erhöhbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß Oxidationsmittel und Kohlenstoff-1. A method for gasifying fossil fuels and reforming gaseous fuel for the purpose of producing a gas mainly containing CO and H 2 , the H 3 O and CO 3 content of which is below 10%, preferably 2 to 8%, with the proportion of hydrogen gas in the Product gas can be increased via the composition of the carbonaceous fuel, characterized in that oxidizing agents and carbon ORiGlMAL INSPECTEDORiGlMAL INSPECTED Andrejewsld, Honice & Partner, Patentanwälte in Essdh" ^ 7 1Andrejewsld, Honice & Partner, patent attorneys in Essdh "^ 7 1 träger in eine Reaktionskammer (2) eingeblasen werden, während von außen her mittels eines in einen Plasmagenerator (5) erhitzten Gases Energie zugeführt wird, daß in das Gasgemisch von der Reaktionskammer zwecks Karburierung von vorhandenem H^O und CO- fein verteilter reaktiver Kohlenstoffträger eingeblasen wird und das Gas danach ausreichend lange in der Reaktionskammer belassen wird, damit eine Karburierung auf den gewünschten Restanteil von H3O und CO2 im Gas erzielbar ist.Carriers are blown into a reaction chamber (2), while energy is supplied from the outside by means of a gas heated in a plasma generator (5) that is blown into the gas mixture from the reaction chamber for the purpose of carburizing existing H ^ O and CO- finely distributed reactive carbon carriers and the gas is then left in the reaction chamber for a long enough time so that carburization to the desired residual proportion of H 3 O and CO 2 in the gas can be achieved. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Oxidationsmittel insgesamt oder teilweise durch den Plasmagenerator eingeblasen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that Oxidizing agent is wholly or partially blown through the plasma generator. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im Plasmagenerator auf 2000 - 30000C erhitzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the gas is heated to 2000-3000 0 C in the plasma generator. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Umlaufgas durch den Plasmagenerator eingeblasen wird und Oxidationsmittel durch nahe der öffnung des Plasmagenerators liegende Düsen eingeblasen wird.4. The method according to claim 1, characterized in that Circulating gas is blown through the plasma generator and oxidizing agent through near the opening of the plasma generator lying nozzles is blown in. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß reines Sauerstoffgas als Oxidationsmittel verwendet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that pure oxygen gas is used as the oxidizing agent. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus O~, H„O und/oder CO~ sowie eventuell eine geringe Menge N3 als Oxidationsmittel verwendet wird.6. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of O ~, H "O and / or CO ~ and possibly a small amount of N 3 is used as the oxidizing agent. *5 R Π ζ 7 1 Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen* 5 R Π ζ 7 1 Andrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kohle, Torf und/oder öl den fossilen Brennstoff bilden und eventuell mit Wasser vermischt werden, wobei das Wasser einen Teil des Oxidationsmittels bildet.7. The method according to claim 1, characterized in that coal, peat and / or oil form the fossil fuel and possibly mixed with water, the water forming part of the oxidizing agent. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gasförmige Brennstoff hauptsächlich aus CH4 besteht.8. The method according to claim 1, characterized in that the gaseous fuel consists mainly of CH 4 . 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenstoffhaltige Brennstoff unmittelbar an der Mündung des Plasmagenerators eingeblasen wird.9. The method according to claim 1, characterized in that the carbon-containing fuel is blown in directly at the mouth of the plasma generator. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffhaltiger Brennstoff in Form von Kohlenschlamm
oder öl durch in unmittelbarer Nähe der öffnung des Plasmagenerators angeordnete Düsen eingeblasen wird.10. The method according to claim 9, characterized in that carbon-containing fuel in the form of coal sludge
or oil is blown in through nozzles arranged in the immediate vicinity of the opening of the plasma generator. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffhaltiger Brennstoff in der Form von Trockenmaterial und Gas durch eine oder mehrere Düsen und/oder durch einen rund um die öffnung des Plasmagenerators angeordneten Ringspalt eingeblasen wird.11. The method according to claim 9, characterized in that carbonaceous fuel is in the form of dry material and gas through one or more nozzles and / or through an annular gap arranged around the opening of the plasma generator is blown in. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß reaktiver Kohlenstoffträger, vorzugsweise Koks, durch eine oder mehrere Düsen eingeblasen wird.12. The method according to claim 1, characterized in that reactive carbon carrier, preferably coke, by a or several nozzles is injected. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil der Schlacke in flüssiger Form abgelassen wird.13. The method according to claim 1, characterized in that most of the slag is drained in liquid form. Andreiewski, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenAndreiewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Gas vor und/oder hinter dem Separator durch einen Wärmetauscher geführt wird oder abgekühlt wird.14. The method according to claim 1, characterized in that the generated gas is passed through a heat exchanger upstream and / or downstream of the separator or is cooled. 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine oder mehrere Düsen ein Schwefelakzeptor vorzugsweise in Form von fein verteiltem Kalk eingeblasen wird.15. The method according to claim 1, characterized in that a sulfur acceptor preferably through one or more nozzles is blown in the form of finely divided lime. 16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine Reaktionskammer (2) mit wenigstens einem Plasmagenerator (5) für die Zufuhr von Außenenergie besitzt, ferner eine Zufuhreinrichtung (6) für vom Plasmagenerator zu erhitzendes Gas, Einrichtungen (8, 81) zum Einblasen von Oxidationsmittel und Brennstoff in Verbindung mit dem Plasmagenerator, ferner Zuführeinrichtungen (15, 16, 17) für reaktiven Kohlenstoffträger und Schwefelakzeptor sowie einen Gasauslaß (19) und Auslässe (13, 14) für Schlacke und Asche.16. Device for performing the method according to one of claims 1 to 15, characterized in that it has at least one reaction chamber (2) with at least one plasma generator (5) for the supply of external energy, further a supply device (6) for from the plasma generator heating gas, devices (8, 8 1 ) for blowing in oxidizing agent and fuel in connection with the plasma generator, further supply devices (15, 16, 17) for reactive carbon carriers and sulfur acceptor and a gas outlet (19) and outlets (13, 14) for Slag and ash. 17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmagenerator (5) in der Weise ausgebildet ist, daß er mit einem zwischen zwei Elektroden erzeugten inneren Lichtbogen arbeitet.17. Device according to claim 16, characterized in that that the plasma generator (5) is designed in such a way that it can operate with an internal arc generated between two electrodes is working. 18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,18. Device according to claim 16, characterized in that daß der Plasmagenerator (5) mit Lichtbogenübertragung arbeitet.that the plasma generator (5) works with arc transmission. 19. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zylindrischen senkrechten Schacht (1) besitzt,19. Device according to claim 16, characterized in that that it has a cylindrical vertical shaft (1), ;■ ·&; ■ · & anat q1 Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essenq1 Andrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen — 5 —- 5 - der in eine Vergasungszone (2) und eine Karburierzone (3) geteilt ist und eventuell eine Einschnürung zwischen den Zonen aufweist, daß am Boden des Schachtes ein Auslaß (13) für flüssige Schlacke im unteren Teil des Schachtes sowie in Verbindung mit einem nachgeschalteten Separator (11) ein Gasauslaß (10) angeordnet ist, daß der Separator in seinem unteren Teil einen Auslaß (14) für feste Schlacke und unverdampftes Material aufweist sowie einen Gasauslaß (19) in seinem oberen Teil.which is divided into a gasification zone (2) and a carburizing zone (3) and possibly a constriction between the Has zones that at the bottom of the shaft an outlet (13) for liquid slag in the lower part of the shaft and in connection with a downstream separator (11) Gas outlet (10) is arranged that the separator in his lower part has an outlet (14) for solid slag and non-evaporated material and a gas outlet (19) in its upper part. 20. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (15, 17, 16) für reaktiven Kohlenstoffträger und Schwefelakzeptor an einer oder mehreren Stellen des Schachtes und in Verbindung mit dem Auslaß (10) für den Schacht verlassendes Gas angeordnet ist.20. Device according to claim 16, characterized in that the feed device (15, 17, 16) for reactive carbon carriers and sulfur acceptor at one or more points of the shaft and in connection with the outlet (10) is arranged for the gas leaving the shaft. 21. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator (11) zwecks schnellerer Abtrennung fester Teilchen von dem hergestellten Gas als Zyklon ausgebildet ist.21. Device according to claim 16, characterized in that that the separator (11) is more solid for the purpose of faster separation Particles of the gas produced is designed as a cyclone. 22. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Gasauslaß (10) vom senkrechten Schacht und/oder im Gasauslaß (19) des Separators ein Wärmetauscher (18) angeordnet ist.22. Device according to claim 16, characterized in that that in the gas outlet (10) from the vertical shaft and / or in Gas outlet (19) of the separator, a heat exchanger (18) is arranged. 23. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtungen für Kohlenstoffträger und Oxidationsmittel aus wenigstens einer Düse (8, 81) und/oder einem Ringspalt (7) bestehen, dessen öffnung nahe der des Plasmagenerators (5) in der Reaktionskammer (2) liegt.23. Device according to claim 16, characterized in that the feed devices for carbon carriers and oxidizing agent consist of at least one nozzle (8, 8 1 ) and / or an annular gap (7), the opening of which is close to that of the plasma generator (5) in the reaction chamber ( 2) lies.
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