DE3816085A1 - Verfahren und vorrichtung von bevorzugt in feuerungsanlagen nutzbarem gas aus problematischem vergasungsgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren und anderer­ seits eine Vorrichtung zur Erzeugung von bevorzugt in Feue­ rungsanlagen nutzbarem Gas aus problematischem Vergasungsgut gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.

Durch die DE-OS 35 43 424 ist es bekannt, stückiges festes, nicht erweichendes und daher eine mehr oder weniger gleich­ mäßige Durchgasung der Schüttung in einem Festbettreaktor zulassendes Vergasungsgut in einem vertikalen Reaktorraum einzusetzen. Hierbei durchwandert das Vergasungsgut den Reaktorraum von oben nach unten, während das Vergasungsmit­ tel im Gegenstrom über einen bodenseitigen Rost zugeführt wird. Das im Reaktorraum erzeugte Prozeßgas wird aus einem mittleren Höhenbereich oberhalb der heißesten Reaktionszonen abgezogen und anschließend unter weiterer Luftzufuhr bei kontrollierter Crackung und Verbrennung in einem Flammen­ kanal vollständig in Rauchgas umgewandelt.

Das bekannte Verfahren und die hierbei zum Einsatz gelangen­ de Vorrichtung erlauben eine einwandfreie Vergasung selbst von z. B. Hähnchenkot oder tropischen Harthölzern mit hohem Teer- und Geruchsstoffanteil unter Vermeidung jeglicher Geruchsbelastung der Umwelt. Voraussetzung ist allerdings, daß das Vergasungsgut stückig bzw. fest ist und keine Ten­ denz zum Teigigwerden hat. Ein derartiges Vergasungsgut würde bei dem Vorschlag der DE-OS 35 43 424 aufgrund seiner Neigung zum Verdichten und zum Weichwerden zu einer nur schwer zu durchgasenden Materialsäule führen mit der Folge, daß letztlich der Reaktorraum verstopft, der Vergasungsvor­ gang zum Stillstand kommt und kontrollierte Vergasungsbedin­ gungen nicht mehr gewährleistet werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl das im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Verfahren als auch die im Oberbegriff des Anspruchs 4 beschriebene Vorrichtung so weiter auszugestalten, daß unter kontrollierten Verga­ sungsbedingungen bei Erhöhung des Kohlenstoffumsetzungsgrads, der spezifischen Durchsatzleistung des Festbettreaktors und damit des Vergaserwirkungsgrads auch solches Vergasungs­ gut in klares Prozeßgas und inerte Rückstände umgewandelt werden kann, das erdig, klebrig, feucht, feinkörnig und/oder faserig ist und bei wechselnder Zusammensetzung zum Teigig­ werden bzw. zur Selbstverdichtung neigt.

Was den verfahrensmäßigen Teil dieser Aufgabe anlangt, so besteht dessen Lösung in den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Kern dieses Verfahrens bildet die Maßnahme, das Vergasungs­ gut auf dem Weg von der Aufgabestelle bis letztlich zu den Verbrennungs- bzw. Schlackenzonen so gezielt in einem geneigt angeordneten Reaktorraum innerhalb einer vergleichsweise dünnen Schüttschicht abwärts zu verlagern, daß sich mehrmals aufeinanderfolgend in einer stationären Phase, also bei ruhendem Vergasungsgut eine Reaktionszonenstruktur aufbauen kann, wie sie sich üblicherweise in einem reinen Gegenstrom­ vergaser bildet, welche dann anschließend in einer Vorschub­ phase wieder zerstört und umgeschichtet wird.

Während der Umschichtung wird die zuvor gebildete Reaktions­ zonenstruktur des Vergasungsguts aufgerissen bzw. gelockert und dabei das vermischte Vergasungsgut sich selbst überrol­ lend bzw. überschlagend weiter in Längsrichtung des Reaktor­ raums transportiert. Im Anschluß an diese Vorschubphase kommt es dann in einer weiteren stationären Phase zu einer neuen Strukturbildung von bei der Gegenstromvergasung üb­ lichen Reaktionszonen. Das taktweise (absatz- bzw. zonenwei­ se) und auch zeitlich mit Abstand aufeinanderfolgende Auf­ reißen der Reaktionszonenstrukturen, das Verlagern des Ver­ gasungsguts von einer stationären Phase zur nächsten statio­ nären Phase unter Überrollen und Überschlagen des Vergasungs­ guts bei gleichzeitiger Vermischung der Reaktionszonen för­ dert die angestrebte Koksbildung sowie die Vergasung des Kokses in der jeweiligen Reduktionszone bei gleichzeitiger Zunahme der Dicke der Oxidationszone und unter modifizierter Vergasungsmittelzugabe ansteigenden Temperaturen. Das Verga­ sungsmittel wird hierbei in im wesentlichen gleich großen Teilmengen zwar im Querstrom eingeführt, durchdringt die Reaktionszonen des Vergasungsguts, insbesondere während der stationären Phasen, dann aber im Gegenstrom aufwärts.

Das taktweise Verlagern und Umschichten des Vergasungs­ guts sowie die Neubildung einer Reaktionszonenstruktur in einer stationären Phase, jedoch in ständig geringer werden­ der Dicke der Schüttschicht hat in vorteilhafter Weise zur Folge, daß an keiner Stelle des Reaktorraums selbst äußerst problematisches Vergasungsgut mit niedrigem Ascheschmelz­ punkt an den Wandungen des Reaktorraums anbacken, versintern, verkleben oder in sich selbst zu großen Schlackebrocken koagulieren kann. Es wird während der Verlagerungsphasen immer wieder aufgerissen, aufgelockert und zerbrochen, bevor den Vergasungsverlauf störende Vorgänge durchgreifend wirk­ sam werden. Folglich nimmt das gesamte Vergasungsgut an jeder Stelle im Reaktorraum an den parallel ablaufenden chemischen Umsetzungen während des Vergasungsprozesses teil.

Auf diese Weise ist nach einer materialabhängig vorgegebenen Anzahl von abwechselnd aufeinanderfolgenden stationären Phasen und Vorschubphasen am unteren Ende des Reaktorraums das Vergasungsgut vollständig in einen inerten Rückstand sowie in klares Prozeßgas umgesetzt.

Das Vergasungsgut durchläuft während seines Wegs von der Aufgabestelle am oberen Ende des Reaktorraums bis zum Fuß­ punkt einen Temperaturbereich mit Umgebungstemperaturen an der Aufgabestelle und Temperaturen bis über 1000°C in der Verbrennungs- und Schlackenzone.

Das Vergasungsmittel, das insbesondere aus Luftsauerstoff besteht, aber auch aus mit Sauerstoff angereicherter Luft oder Luft-Wasserdampf- bzw. Sauerstoff-Wasserdampf-Gemischen oder anderen Sauerstoffträgern bestehen kann, wird derart gezielt den einzelnen Längenabschnitten des Reaktorraums zugeführt, daß bis in den Bereich der Verbrennungs- und Schlackenzonen stets nahezu gleiche Mengen an Vergasungs­ mittel zugeführt werden. Lediglich im Bereich der unten liegenden Verbrennungs- und Schlackenzone wird eine demge­ genüber größere Teilmenge an Vergasungsmittel eingeleitet, damit hier mit Sicherheit ausreichend hohe Temperaturen erzeugt werden, um u. a. die für eine heizwertreiche Prozeß­ gaserzeugung günstigsten Boudouard′schen Vergasungsbedingun­ gen sicherzustellen. Eine derartige Vorgehensweise ist des­ halb wichtig, um möglichst hohe Brennwerte im Prozeßgas zu erreichen, d. h. das zwangsläufig in der Oxidationszone überwiegend entstehende CO₂ mit dem überwiegend in der Reduktionszone am Koks entstehenden CO im Reaktorraum bei möglichst hohen Temperaturen zu vermengen und so das Bou­ douard′sche Gleichgewicht in Richtung eines größeren CO-Über­ schusses zu verschieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sicher, daß in jedem hinter der Aufgabestelle des Reaktorraums gelegenen Ab­ schnitt, an dem das Vergasungsgut an den thermischen Umset­ zungen des ablaufenden Vergasungsprozesses teilnimmt, die Oxidationszone bei gleichbleibenden Vergasungsbedingungen immer dicker im Vergleich zu der abnehmenden und schließlich ganz verschwindenden Dicke der Trocknungs-, Schwel- und Reduktionszonen wird. Am unteren Ende des sich geneigt er­ streckenden Reaktorraums sind schließlich nur noch die Oxidationszone sowie die Schlackenzone und die Zone der kühlenden Asche vorhanden.

Während der taktweisen (absatz- bzw. stufenweisen) Abwärts­ bewegung des Vergasungsguts werden in den höher liegenden Bereichen des Reaktorraums beim Durchtritt des Vergasungs­ mittels durch das Vergasungsgut, also bei noch geringen Temperaturen Schwelgase erzeugt, die in den Reaktorraum oberhalb des Vergasungsguts eintreten. Gleichzeitig werden in einem geringen Umfang auch Feststoffpartikel aus dem Vergasungsgut mit in diesen Raum hineingerissen. Je tiefer das Vergasungsgut dann zwangsweise im Reaktorraum abwärtsbe­ wegt wird, desto mehr verschiebt sich die Erzeugung von überwiegend Schwelgas in überwiegend Reduktionsgas und schließlich in CO₂ in der Oxidationszone. Alle vorgenann­ ten Gase und hier nicht im einzelnen näher definierte weite­ re Reaktionsgase vermischen sich dann in dem oberhalb der Vergasungsgutschüttung befindlichen Raum, wo Temperaturen bis über 1000°C erreicht werden, die zu der vorstehend bereits erwähnten Verschiebung des Boudouard′schen Gleichge­ wichts in Richtung CO führen.

Aus dem Reaktorraum werden die Prozeßgase gemeinsam abgezo­ gen und können dann in einen Flammenkanal überführt werden. Diese kontinuierlich abgezogenen, noch teerige und ölige Bestandteile enthaltenden Prozeßgase werden in dem Flammen­ kanal durch schrittweise und unterstöchiometrische Zugabe von Sekundärluft bei Temperaturen von 950°C und höher zu nicht kondensierbaren niedermolekularen Verbindungen, in der Hauptsache Gase aufgecrackt und durch deren anschließende vollständige Verbrennung in geruchlose Rauchgase umgewan­ delt, so daß sie ausgebrannt dem Heizkessel einer Heizungs­ anlage oder einem anderen Verbraucher zugeführt werden können.

Die Merkmale des Anspruchs 2 erlauben es nicht nur, die Verweildauer des Vergasungsguts in den stationären Phasen materialabhängig exakt bestimmen zu können, sondern gestat­ ten es auch, die Verlagerungsgeschwindigkeit, d. h. also den Entmischungsvorgang einer zuvor während einer stationären Phase aufgebauten Reaktionszone definiert ggf. programmiert zu steuern.

In diesem Zusammenhang wird ein weiterer vorteilhafter Ver­ fahrensschritt in den Merkmalen des Anspruchs 3 gesehen.

Hinsichtlich des gegenständlichen Teils der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht die Lösung in den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 4 angegebenen Merkmalen.

Die Neigung des Reaktorraums gegenüber der Horizontalen erfolgt, um das Vergasungsgut von der einfüllschachtseitigen Aufgabestelle aus in einer vergleichsweise dünnen Schütt­ schicht taktweise in Richtung der unteren Aschezone mecha­ nisch und schwerkraftabhängig bewegen zu können. Der Nei­ gungsgrad wird vom Vergasungsmaterial bestimmt. Die Auftei­ lung des Reaktorbodens in ortsfeste und zu diesen relativbe­ wegliche Abschnitte erlaubt es einerseits, das Vergasungsgut während der Abwärtsbewegung in Abhängigkeit von seiner Zu­ sammensetzung entsprechend mehrfach im Ruhezustand zu belas­ sen, so daß sich die üblicherweise bei der Gegenstromverga­ sung einstellenden Reaktionszonen ausbilden können und ge­ stattet es andererseits, zum Anbacken, Versintern oder Ver­ kleben neigendes Vergasungsgut ständig aufzulockern und die Strukturen der Reaktionszonen wieder zu vermischen.

Die Zuführung des Vergasungsmittels erfolgt im Bereich der beweglichen Abschnitte im Querstrom. Anschließend durch­ dringt das Vergasungsmittel die Schüttung des Vergasungs­ guts jedoch im Gegenstrom aufwärts. Die Teilmengen Verga­ sungsmittel in jedem beweglichen Abschnitt sind im wesent­ lichen gleich groß. Demgegenüber ist die im Bereich der Verbrennungs- und Schlackenzone zusätzlich vertikal zuge­ führte Teilmenge Vergasungsmittel größer, um in diesem Be­ reich die für eine heizwertreiche Prozeßgaserzeugung günstig­ sten Boudouard′schen Vergasungsbedingungen mit Temperaturen bis über 1000°C sicherzustellen.

Der Gasabzugsstutzen liegt im heißesten Bereich des Reaktor­ raums, um die hier sich während des Vergasungsprozesses ansammelnden und mischenden Reaktionsgase abführen zu können.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt es, nicht nur stückiges und festes Vergasungsgut, sondern insbesondere auch erweichendes und zum Teigigwerden neigendes Vergasungs­ gut bei gleichmäßiger Durchgasung der Schüttung einsetzen zu können. Dabei wird die spezifische Durchsatzleistung des Festbettreaktors bei gleichzeitiger Anhebung der Austritts­ temperatur des Prozeßgases aufgrund Erhöhung der Vergasungs­ geschwindigkeit heraufgesetzt. Ferner werden kontrollierte Vergasungsbedingungen durch Übergang von einer für die Gegen­ stromvergasung typischen hohen und schwer zu durchgasenden Materialsäule auf eine Querstrom-Gegenstrom-Vergasung sicher­ gestellt in zum Teil nur wenige Zentimeter betragenden nie­ drigen Reaktionszonen. Der Kohlenstoffumsetzungsgrad und der Vergaserwirkungsgrad werden heraufgesetzt, und zwar unabhän­ gig davon, ob es sich um sortierte oder unsortierte Massen beliebiger Körnung erdiger, klebriger, faseriger, plattiger, teigiger, erweichender oder feuchter Vergasungsmaterialien wechselnder Zusammensetzung handelt.

Aufgrund der Merkmale des Anspruchs 5 kann der Reaktorraum bei Bedarf auch neigungsveränderbar ausgebildet sein. Die Veränderung kann stufenweise oder stufenlos durchgeführt werden. Der Neigungsgrad hängt von der Materialzusammenset­ zung des Vergasungsguts ab.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 6 kann die Neigung des Reaktorraums zwischen 5° und 75° zur Horizontalen betragen. Eine bevorzugte Neigung des Reaktorraums liegt jedoch zwi­ schen 5° und 30°.

Die Querbeweglichkeit der oberen keramischen Wand des Reak­ torraums gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 ist vorgesehen, um den Querschnitt des Reaktorraums in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Vergasungsguts sowie der sich ein­ stellenden Vergasungsbedingungen dahingehend verändern zu können, daß dadurch die vom Vergasungsgut abgegebene Wärme optimal auf dasselbe zurückgestrahlt wird.

Der Schichthöhenregler entsprechend Anspruch 8 verhindert, daß frisch aufgegebenes Vergasungsgut ungehindert und in nicht definierter Menge in den unteren Bereich des Reaktor­ raums gleiten und u. a. unkontrollierte Vergasungsreaktionen ebenso herbeiführen kann wie eine unerwünschte unvollständi­ ge Umsetzung des eingesetzten Vergasungsguts. Diese ist beispielsweise bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur umweltfreundlichen Beseitigung von Abfällen und insbe­ sondere auch bei der Altlastsanierung in hohem Maße uner­ wünscht.

Bei dem Schichthöhenregler kann es sich um eine um eine horizontale Achse schwenkbar aufgehängte Klappe oder Schürze handeln, die in den Reaktorraum winkelgesteuert hineinragt.

Die Wasserkühlung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 er­ laubt es, mit hohen Temperaturen zu fahren, ohne daß befürch­ tet werden muß, daß das Vergasungsgut an den Wänden des Reaktorraums anbackt. Es ist nämlich bei keramischen Reaktor­ gefäßen bislang beobachtet worden, daß häufig Versinterungen des Vergasungsguts an den Kontaktflächen des Reaktorraums stattfanden, die dann zu einer Verkleinerung des wirksamen Querschnitts des Reaktorraums bis hin zu einem Zuwachsen desselben führen. Die Anlage mußte mithin stillgesetzt und ausgeräumt werden, ehe sie wieder für einen begrenzten Zeitraum in Betrieb genommen werden konnte.

Die durch Schieber gebildeten beweglichen Abschnitte des Reaktorbodens (Anspruch 10) können für sich oder auch gemein­ sam im vorbestimmten Takt der stationären Phasen und der Vorschubphasen bewegt werden. Die Geschwindigkeit kann gleich­ förmig oder ungleichförmig sein. Auch kann die Geschwindig­ keit der im Abstand übereinander angeordneten Abschnitte voneinander abweichen. Auf jeden Fall wird jedoch sicherge­ stellt, daß das Vergasungsgut in den Vorschubphasen immer wieder aufgerissen, umgeschichtet (umgewälzt) und aufge­ lockert wird, so daß sich in den stationären Phasen neue Reaktionszonenstrukturen bilden können mit dem Ziel einer Zunahme der Oxidationszone und einer stetigen Verringerung der Trocknungs-, Schwel- und Reduktionszonen.

Die festen Abschnitte des Reaktorbodens sind entsprechend Anspruch 11 zweckmäßig durch stufenweise, im Abstand über­ einander angeordnete Roste gebildet. Die Roste erstrecken sich hierbei vorzugsweise jeweils in einer horizontalen Ebene.

Die im Querstrom erfolgende Zuführung des Vergasungsmittels kann in beliebiger Weise vorgenommen werden. Bevorzugt lie­ gen die Zuführungen gemäß Anspruch 12 jedoch seitlich bzw. über und unter den beweglichen Schiebern. Anschließend kann das Vergasungsmittel im Gegenstrom im wesentlichen vertikal durch das Vergasungsgut strömen.

Die horizontale Anordnung des Gasabzugsstutzens gemäß An­ spruch 13 ermöglicht es, ihn in die heißesten Zonen des Reaktorraums einzugliedern, um ein Absinken der Temperatur des Prozeßgases zu vermeiden.

Nach Anspruch 14 kann der Gasabzugsstutzen mit ggf. regel­ baren Öffnungen versehen sein. Regelbare Öffnungen können beispielsweise der Zufuhr von Sekundärluft dienen. Andere Öffnungen können auch als Meß- und/oder Kontrollstellen eingerichtet sein.

Schließlich ist es nach Anspruch 15 noch vorteilhaft, wenn in der Aschezone eine Ascheentnahme mit einer Ascheaustrags­ schnecke vorgesehen ist. Diese befindet sich dann bevorzugt unterhalb des Gasabzugsstutzens.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Mit 1 ist in der Zeichnung das hinsichtlich seiner diversen Wandabschnitte weitgehend wassergekühlte Gehäuse eines Fest­ bettreaktors zur Vergasung von insbesondere problematischem Vergasungsgut mit niedrigem Ascheschmelzpunkt, wie z. B. Ölschlamm bezeichnet.

Im Gehäuse 1 ist ein zur Horizontalen 2 unter einem Winkel α geneigter Reaktorraum 3 angeordnet, der seitlich von verti­ kalen Wänden 4 begrenzt wird. Der Boden des Reaktorraums 3 besteht aus stufenweise mit Abstand übereinander angeord­ neten ortsfesten horizontalen Rosten 5, zwischen denen quer­ bewegliche Schieber 6 angeordnet sind. Die Schieber 6 können gemeinsam oder getrennt mit ggf. voneinander abweichenden stetigen oder unstetigen Geschwindigkeiten bewegt werden.

Beim Ausführungsbeispiel sind sechs Roste 5 übereinander angeordnet. Roste 5 und Schieber 6 sind wassergekühlt.

In Längsrichtung des Reaktorraums 3 gesehen ist hinter dem untersten Rost 5, jedoch mit dessen Oberseite in etwa glei­ cher Höhe liegend ein Ascheaustrag 7 mit einer Austrags­ schnecke 8 angeordnet.

Im Abstand oberhalb des untersten Rosts 5 sowie des Asche­ austrags 7 erstreckt sich in den Reaktorraum 3 hinein ein rohrförmiger Gasabzugsstutzen 9 mit, insbesondere regelba­ ren, Öffnungen 10 für Sekundärluft. Andere in der Zeichnung nicht näher dargestellte Öffnungen 10 können aber auch als Meß- und/oder Kontrollstellen eingerichtet sein.

Die obere Wand 11 des Reaktorraums 3 ist als keramisches Gewölbe quer zu den Rosten 5 bewegbar angeordnet, um den Querschnitt des Reaktorraums 3 in Abhängigkeit von dem je­ weils zu vergasenden Gut 12 sowie den sich einstellenden Vergasungsbedingungen verändern zu können.

Am oberen Ende der Wand 11 ist ein Schichthöhenregler 13 um eine horizontale Achse 14 schwenkbar aufgehängt. Dieser Schichthöhenregler 13 verhindert, daß über den mit einer Schleuse 15 versehenen Einfüllschacht 16 frisch aufgegebenes Vergasungsgut 12 ungehindert und in nicht definierter Menge in den unteren Bereich des Reaktorraums 3 abgleiten kann.

Stirnseitig des Reaktorgehäuses 1 ist die Einspeisung 17 für das Vergasungsmittel 18, wie insbesondere Luftsauerstoff, vorgesehen. Das Vergasungsmittel 18 gelangt in gezielter Querstromführung in nahezu gleichen Teilmengen im Bereich der Schieber 6 in den Reaktorraum 3 und zusätzlich im Gegen­ strom über den Abstand 19 zwischen dem untersten Rost 5 und dem Ascheaustrag 7 in einer demgegenüber größeren Teil­ menge vertikal in den Reaktorraum 3.

Das über den Einfüllschacht 16 aufgegebene Vergasungsgut 12 erstreckt sich in einer in der Höhe in Längsrichtung des Reaktorraums 3 abnehmenden Schüttschicht 20. Hierbei bilden sich während mehrerer im zeitlichen Abstand aufein­ ander folgender stationärer Phasen, also in quasi ruhendem Zustand des Vergasungsguts 12 die bei üblicher Gegenstrom­ vergasung entstehenden Reaktionszonen 21-24 aus. Zwischen die stationären Phasen sind Vorschubphasen integriert, in welchen das Vergasungsgut 12 durch die Schieber 6 mechanisch und schwerkraftabhängig in Längsrichtung des Reaktorraums 3 verlagert wird. Bei dieser Verlagerung werden die sich in den stationären Phasen ausbildenden Strukturen der Reak­ tionszonen 21-24 aufgelockert, aufgerissen und umgeschich­ tet. Hierdurch wird verhindert, daß auch zum Versintern, Anbacken oder Verkleben neigendes problematisches Vergasungs­ gut 12 sich örtlich festsetzen kann. Das gesamte Vergasungs­ gut 12 nimmt an jeder Stelle im Reaktorraum 3 an den paral­ lel ablaufenden chemischen Umsetzungen während des Verga­ sungsprozesses teil.

Aufgrund dieser Verfahrensweise wird die angestrebte Koks­ bildung bei gleichzeitiger Vergasung des Kokses in der Reduk­ tionszone 22 gefördert. Dabei nimmt die Dicke der Oxidations­ zone 21 in Längsrichtung des Reaktorraums 3 ständig zu, während die Trocknungszone 24, die Schwelzone 23 und die Reduktionszone 22 dünner werden und schließlich ganz ver­ schwinden. Am unteren Ende des Reaktorraums 3 ist dann nur noch die Oxidationszone 21 sowie die Schlackenzone 25 und die Schicht der kühlenden Asche vorhanden.

Aufgrund des Sachverhalts, daß im Bereich 19 des Reaktor­ raums 3 im Gegenstrom eine größere Menge an Vergasungsmittel 18 eingeleitet wird als in den Bereichen der Schieber 6, können hier die angestrebten hohen Temperaturen bis über 1000°C erzeugt werden, um u. a. die für eine heizwertreiche Prozeßgaserzeugung günstigsten Boudouard′schen Vergasungsbe­ dingungen sicherzustellen. Dabei wird das zwangsläufig in der Oxidationszone 21 überwiegend am Koks entstehende CO₂ mit dem überwiegend in der Reduktionszone 22 entstehenden CO im Reaktorraum 3 oberhalb der Schüttschicht 20 bei möglichst hohen Temperaturen vermengt und so das Boudouard′sche Gleich­ gewicht in Richtung eines größeren CO-Überschusses ver­ schoben.

Claims (15)

1. Verfahren zur Erzeugung von bevorzugt in Feuerungsanlagen nutzbarem Gas aus problematischem Vergasungsgut in einem schachtartigen Festbettreaktor mit zumindest diskontinuier­ licher kopfseitiger Beschickung des Reaktorraums mit dem Vergasungsgut, mit vornehmlich bodenseitiger Zuführung des Vergasungsmittels, unterer Ascheentnahme sowie Abzug des Prozeßgases im Bereich oberhalb der heißesten Reaktionszo­ nen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Einhaltung von abwechselnd aufeinanderfolgenden stationären Phasen und Vorschubphasen das Vergasungsgut (12) in einer geneigt verlaufenden, in ihrer Dicke in Längsrichtung des Reaktorraums (3) abnehmenden Schüttschicht (20) taktweise schwerkraftabhängig in Längsrichtung des Reaktorraums (3) verlagert und das Vergasungsmittel (18) über die Länge des Reaktorraums (3) verteilt in im wesentlichen gleichen Teil­ mengen im Querstrom und Gegenstrom der Schüttschicht (20) zugeführt wird, während im Bereich (19) der unten liegenden Oxidationszone (21) und Schlackenzone (25) eine im Vergleich zu einer im Querstrom zugeführten Teilmenge Vergasungsmittel (18) größere Teilmenge Vergasungsmittel (18) im Gegenstrom in den Reaktorraum (3) eingeleitet wird, wobei die sich während einer stationären Phase bei dann im Gegenstrom auf­ wärts geführtem Vergasungsmittel (18) unter weitgehend gleich­ bleibend gesteuerten Vergasungsbedingungen, jedoch ständiger Dickenzunahme der Oxidationszone (21) und stetiger Abnahme der Dicke der Trocknungszone (24), der Schwelzone (23) und der Reduktionszone (22) schichtweise bildenden örtlichen Reaktionszonen in der Vorschubphase wieder zerstört bzw. umgeschichtet und die während sowie nach diesem Vermischungs­ vorgang in den neu gebildeten Reaktionszonen entstehenden Reaktionsgase im Reaktorraum (3) oberhalb der Schüttschicht (20) zum Prozeßgas vermischt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verlagerung des Vergasungsguts (12) in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung mit variablen Taktzeiten und/oder -abständen durchgeführt wird.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ lagerungsgeschwindigkeit des Vergasungsguts (12) extern gesteuert wird.

4. Vorrichtung zur Erzeugung von bevorzugt in Feuerungsanla­ gen nutzbarem Gas aus problematischem Vergasungsgut in einem schachtartigen Festbettreaktor mit zumindest diskontinuier­ licher kopfseitiger Beschickung des Reaktorraums mit dem Vergasungsgut, mit bodenseitiger Zuführung des Vergasungs­ mittels, unterer Ascheentnahme sowie Abzug des Prozeßgases im Bereich oberhalb der heißesten Reaktionszonen, ge­ kennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Der Reaktorraum (3) ist unter einem Winkel (α) zur Horizontalen (2) geneigt angeordnet;
• b) der das Vergasungsgut (12) tragende Reaktorboden (5, 6) ist abwechselnd in mehrere ortsfeste Abschnitte (5) und zwischen diese eingegliederte, quer zum Vergasungs­ gut (12) bewegliche Abschnitte (6) unterteilt;
• c) im Bereich der beweglichen Abschnitte (6) sind im we­ sentlichen horizontal gerichtete Zuführungen und im Bereich der unteren Ascheentnahme (7) zusätzlich vertikal gerichtete Zuführungen (19) für das Vergasungsmittel (18) vorgesehen;
• d) ein Gasabzugsstutzen (9) erstreckt sich oberhalb der Oxidationszone (21) und Schlackenzone (25) in den Bereich des Reaktorraums (3) mit den heißesten Reaktionszonen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Neigung (α) des Reaktorraums (3) veränderbar ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nei­ gung (α) des Reaktorraums (3) zwischen 5° und 75°, bevorzugt zwischen 5° und 30° zur Horizontalen beträgt.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Gewölbe ausgebildete obere Wand (11) des Reaktorraums (3) querbeweglich ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am einfüll­ schachtseitigen Ende der oberen Wand (11) des Reaktorraums (3) ein Schichthöhenregler (13) schwenkbar gelagert ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle beweg­ lichen und unbeweglichen Wand- bzw. Bodenabschnitte (4-6) des Reaktorraums (3) mit Ausnahme der keramisch ausgebilde­ ten Wand (11) wassergekühlt sind.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Abschnitte (6) des Reaktorbodens (5, 6) durch einzeln oder getrennt stufenweise übereinander angeordnete bewegbare Schieber gebildet sind.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Abschnitte (5) des Reaktorbodens (5, 6) durch stufenweise übereinander angeordnete Roste gebildet sind.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen für das Vergasungsmittel (18) oberhalb und/oder unterhalb und/oder seitlich der Schieber (6) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gasabzugsstutzen (9) im wesent­ lichen horizontal angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasabzugsstutzen (9) mit ggf. regelbaren Öffnungen (10) versehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Aschezone eine Ascheentnahme (7) mit einer Ascheaustragsschnecke (8) vorgesehen ist.