DE3827702A1 - METHOD AND DEVICE FOR CLEANING RAW GAS FROM A SOLID GASIFICATION - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR CLEANING RAW GAS FROM A SOLID GASIFICATION

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Abstract

In a process and apparatus for purifying raw gas from solids gasification, containing granular and dusty solids particles, a solution is to be found, by means of which solids particles of any size are largely removed from the raw gas before entry to downstream cooling devices. This is achieved when the raw gas is passed in a first purification stage from the gasification zone in a straight line in the direction of a gas-holding space, whereby the granular solids particles are precipitated at the bottom of the gas-holding space and then, in a second purification stage, the partially purified raw gas is laterally deflected from the gas-holding space and undergoes a change to a velocity reduced by a factor of at least 3 and, after a further gas deflection, is passed substantially in the vertical direction through a solids filter, where the dusty solids particles are removed from the raw gas. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff-Vergasung mit Gehal­ ten an körnigen und staubigen Feststoffpartikeln. Unter Feststoff-Vergasung wird insbesondere die Vergasung von Stein­ kohle oder Braunkohle verstanden. Die Kohle kann sowohl als Kohlenstaub als auch als Aufschlämmung zusammen mit dem Oxida­ tionsmittel wie z.B. Luft oder sauerstoffangereicherte Luft in den Vergasungsreaktor geführt werden. Das gewonnene heiße Rohgas kann sowohl durch die aufgegebene Kohleschicht geleitet oder auch frei in entgegengesetzter Richtung aus dem Verga­ sungsreaktor abgeführt werden. Die Erfindung betrifft nicht die Reinigung von Rohgas, welches durch die aufgegebene Kohle­ schicht abgeleitet wird, sondern nur von solchem das frei ab­ geführt wird.The invention relates to a method and a device for Purification of raw gas from a solid gasification with Gehal of granular and dusty solid particles. Under Solid gasification is especially the gasification of stone coal or lignite understood. The coal can be both as Coal dust as well as a slurry along with the Oxida tion means such as e.g. Air or oxygen-enriched air be guided into the gasification reactor. The won hot Raw gas can be passed through both the abandoned coal layer or also freely in the opposite direction from the Verga be discharged sungsreaktor. The invention does not relate the purification of raw gas, which is due to the abandoned coal layer is derived, but only from such a free to be led.

Vorteilhaft ist es, bei letzterer Gasführung die flüssigen Schlackenanteile erst durch bekannte Maßnahmen zu verfestigen, da sich Festschlackenteile einfacher aus dem Gasstrom entfer­ nen lassen.It is advantageous in the latter gas guide the liquid Solidify slag contents only by known measures, because slag parts are easier to remove from the gas stream let it go.

Rohgas aus oben beschriebener Feststoff-Vergasung ist nicht Feststoff-frei sondern muß vor der Weiterverarbeitung einer Abtrennung der Feststoff-Teile unterzogen werden. Dabei ist es erforderlich, die Feststoffe vor jeder weiteren Behandlung des Rohgases, wie z.B. Abkühlung von diesem abzutrennen. Dieser Forderung konnte bisher nicht oder nur in ungenügender Form nachgekommen werden.Crude gas from above-described solid gasification is not Solids-free but must before the further processing of a Separation of the solid parts are subjected. That's it required, the solids before any further treatment of the Raw gas, such as e.g. Separate cooling from this. This Claim could not so far or only in insufficient form be followed.

Nach DE-PS 32 23 702 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Syn­ thesegas bekannt, bei dem in einen Reaktor Kohlenstaub und oxidierendes Gas eingeführt werden. Um unteren Teil des Reak­ tors wird die grobe Asche gesammelt und abgezogen während Syn­ thesegas zusammen mit der Flugasche in Form von Staub über eine Leitung in einen Wärmetauscher geführt wird, der gleich­ zeitig Flugascheabscheider ist. Wegen der stark unterschied­ lichen Gasgeschwindigkeiten und dem langen Gasweg bis zu einem Zyklon nach dem Wärmetauscher kommt es zwangsläufig zu uner­ wünschten Staubablagerungen, im wesentlichen im Wärmetauscher. Damit wird der Wirkungsgrad des Wärmetauschers stark einge­ schränkt bzw. eine periodische Reinigung in kurzen Zeitabstän­ den erforderlich.According to DE-PS 32 23 702 is a method for generating Syn thesegas known, where in a reactor coal dust and oxidizing gas are introduced. To lower part of the reac the coarse ash is collected and subtracted during syn thesegas along with the fly ash in the form of dust over  a line is passed into a heat exchanger, the same time fly ash separator is. Because of the stark difference gas velocities and the long gas path up to one Cyclone after the heat exchanger inevitably comes to uner wanted dust deposits, essentially in the heat exchanger. Thus, the efficiency of the heat exchanger is turned strong restricts or a periodic cleaning in short Zeitabstän the required.

Nach der EP-PS 00 77 851 ist eine Gaskühler-Anordnung zum Ab­ kühlen der Reaktionsprodukte eines Kohlevergasungsreaktors be­ kannt. Mit der neuen Gaskühler-Anordnung soll eine Abscheidung von kleinen Aschepartikeln auf den Rohren des konvektiven Gas­ kühlers erzielt werden. Dies wird dadurch erzielt, daß der konvektive Gaskühler mindestens einen Steigzug für das zu küh­ lende Gas umfaßt. Um Verschmutzungen an den Gaskühlerflächen zu beseitigen, müssen allerdings spezielle Rohrreinigungsmittel, wie z.B. Rußbläser, eingebaut werden.After the EP-PS 00 77 851 a gas cooler arrangement for Ab cooling the reaction products of a coal gasification reactor be known. With the new gas cooler arrangement is a deposition of small ash particles on the pipes of convective gas be achieved cooler. This is achieved by the fact that the convective gas cooler at least one riser for that to cow includes gas. To dirt on the gas cooler surfaces However, special needs to be eliminated Pipe cleaning agents, such as Sootblower, to be installed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Verga­ sung von Feststoffen anfallenden Feststoffpartikel jedweder Größe vor Eintritt in Kühleinrichtungen weitgehend aus dem Rohgas zu entfernen.The invention is based on the object, in Verga solution of solid particulate matter of any kind Size before entry into cooling facilities largely from the To remove raw gas.

Die Aufgabe wird erfindungsmäßig gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1.The object is solved according to the invention by the features of Characteristic of claim 1.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren in einer Vorrichtung ausgeführt die sich dadurch kennzeichnet, daß der Vergasungsreaktor im unteren Teil einen Gasauslaß auf­ weist, an den peripher der Gaszuströmraum anschließt, der oberhalb des Festbettfilters angeordnet ist.According to one embodiment of the invention, the method in a device that is characterized characterized that the gasification reactor in the lower part of a gas outlet indicates, adjoins the peripherally the Gaszuströmraum, the is arranged above the fixed bed filter.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß verfahrenstechnisch zeitlich unmittelbar hinterein­ ander die Grob- und Feinreinigung des Rohgases von körnigen und staubigen Festpartikeln erfolgt, ohne Zwischenschalten von anfälligen Gaswegstrecken oder weiteren Behältern. Wegen der weiterhin direkten Folge der starken Gasgeschwindigkeits- Reduzierung nach der Gasrichtungsänderung kommt er zu einer gleichmäßigen Durchströmung der folgenden Filterfläche. Dies wird erfindungsgemäß auch dadurch erreicht, daß das von den körnigen Festpartikeln befreite noch staubhaltige Rohgas eine Fläche durchströmt, die mindestens 3mal größer ist als die Kreisfläche des Gasauslaßrohres aus dem Vergasungsreaktor.The advantages achieved by the invention are in particular in that procedurally time immediately behind other the coarse and fine cleaning of the raw gas from granular and dusty solid particles takes place without interposing  prone gas routes or other containers. Because of the continuing direct consequence of the strong gas velocity Reduction after the gas direction change he comes to a uniform flow through the following filter surface. This According to the invention is also achieved in that of the granular solid particles still liberated dusty raw gas Surface flows through, which is at least 3 times larger than that Circular surface of the gas outlet tube from the gasification reactor.

Die Erfindung wird anhand des Ausführungsbeispiels näher be­ schrieben.The invention will be closer be based on the embodiment wrote.

zu reinigende Gasmenge:amount of gas to be cleaned: 7040 m³/h7040 m³ / h Zusammensetzung: @Composition: @ COCO 42%42% H₂H₂ 30%30% CO₂CO₂ 11%11% H₂OH₂O 15%15% sonstige Gasanteileother gas shares 2%2% Staubgehalt:Dust content: 46,7 g/m³ i. N.46.7 g / m³ i. N. davon: @from that: @ ca. 85% körnige Festpartikel @about 85% granular solid particles @ ca. 15% staubige Festpartikel @about 15% dusty solid particles @ Gastemperaturgas temperature 500-700°C500-700 ° C Feststoff-Filtermaterial:Solid filter material: BausandConstruction sand Sandkörnungsand grain size 0,5-3 mm0.5-3 mm Bett-TemperaturBed temperature 500-700°C500-700 ° C erreichbare Abscheidegrade:achievable degrees of separation: 90-99%90-99%

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The invention will be described in more detail with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 Prinzipskizze des Verfahrens, Fig. 1 schematic diagram of the process,

Fig. 2 Vorrichtung mit einem Festbettfilter. Fig. 2 device with a fixed bed filter.

Nach Fig. 1 strömt aus dem nicht vollständig dargestellten Vergasungsreaktor 1, frei-wählbarer Bauart, das Rohgas über den trichterförmigen Rohgasauslaß 2 am Boden des Reaktors ab. Unterhalb des trichterförmigen Rohgasauslasses 2 befindet sich der Gasstauraum 3. Von hier aus muß das Gas radial seitlich und nach oben in den Filterzuströmraum 4 entweichen. Die im Rohgas enthaltenen körnigen Festpartikel werden von der Gasum­ lenkung nicht mitgerissen, sondern infolge ihrer Flieh- oder Schwerkraft in den Aschesammelraum 5 am Boden des Gasstauraumes geschleudert. Von hier aus werden sie taktweise über eine Schleuse 6 bekannter Bauart abgezogen. Aus dem Filterzuströmraum 4 tritt das noch mit Staubpartikeln von 0 bis 200 µm verschmutzte Rohgas in das Festbettfilter 7 ein, durchströmt dieses und sammelt sich im Abströmraum 8 um von hier über einen Auslaß 9 einer weiteren Wärmerückgewinnung zu­ geführt zu werden. Die Temperatur des gereinigten Rohgases liegt noch oberhalb 500°C.According to Fig. 1 flows from the gasification reactor 1 , not shown in detail, freely selectable type, the raw gas via the funnel-shaped raw gas outlet 2 at the bottom of the reactor. Below the funnel-shaped Rohgasauslasses 2 is the gas room 3 . From here, the gas must escape radially laterally and upwards into the Filterzuströmraum 4 . The granular solid particles contained in the raw gas are not entrained by the Gasum steering, but thrown as a result of their centrifugal or gravitational force in the ash collecting 5 at the bottom of the gas room. From here they are cyclically withdrawn via a lock 6 known type. From the Filterzuströmraum 4 enters the still contaminated with dust particles from 0 to 200 microns raw gas into the fixed bed filter 7 , flows through this and collects in the discharge chamber 8 to be led from here through an outlet 9 to another heat recovery. The temperature of the purified raw gas is still above 500 ° C.

Nach Fig. 2 ist im unteren Teil des Vergasungsreaktors 1 ein Strahlungskühler 10 eingebaut um die Temperatur des Rohgases auf 500-700°C zu senken. Den Strahlungskühler durchströmt das Rohgas, ohne daß es zu merklicher Ablagerung von Fest­ stoffpartikeln auf den Wärmetauscherflächen kommt. Der Aschesammelraum 5 kann auch als Wasserbad ausgebildet sein. Das Festbettfilter 7 als Ringfläche angelegt, besteht vorteil­ hafterweise aus einer Mehrzahl von Ringsektoren, die einzeln über Zulaufleitungen 11 mit dem Material für das Feststoff- Filter gefüllt werden. Nach Belegung der Filteroberfläche mit Staub wird die oberste Filterschicht über eine Gasrückspülung mittels der Düsen 12 zum Wegrutschen in den Aschesammelraum 5 gebracht. Das den Filter 7 durchströmende gereinigte Gas tritt in die Sammelleitung 13 ein und wird aus der Vorrichtung abge­ zogen. Das Nachfüllen von frischem Filtersand wird in be­ kannter Weise aus Sandspeicher 14 über die Zulaufleitungen 11 durchgeführt.According to Fig. 2, a radiant cooler 10 is installed in the lower part of the gasification reactor 1 to reduce the temperature of the raw gas to 500-700 ° C. The radiant cooler flows through the raw gas, without there being noticeable deposition of solid particles on the heat exchanger surfaces. The ash collecting 5 can also be designed as a water bath. The fixed-bed filter 7 applied as an annular surface, advantageously consists of a plurality of ring sectors, which are individually filled via feed lines 11 with the material for the solid filter. After covering the filter surface with dust, the uppermost filter layer is brought into the ash collecting space 5 via a gas backwashing by means of the nozzles 12 for slipping. The filter 7 flowing through the purified gas enters the manifold 13 and is deducted from the device abge. The refilling of fresh filter sand is performed in known manner from sand storage 14 via the supply lines 11 .

Claims (4)

1. Zweistufiges Verfahren zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff-Vergasung mit Gehalten an körnigen und staubigen Festpartikeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas in der ersten Reinigungsstufe aus der Verga­ sungszone geradlinig in Richtung eines Gasstauraumes (3) ge­ führt wird, wodurch die körnigen Festpartikel am Boden des Gasstauraumes abgeschieden werden, daß das teilweise gereinigte Rohgas vom Gasstauraum (3) seit­ lich weggelenkt wird, eine mindestens um den Faktor 3 redu­ zierte Geschwindigkeitsänderung erfährt und nach erneuter Gas­ umlenkung, im wesentlichen in senkrechter Richtung, in der zweiten Reinigungsstufe durch ein Feststoffilter geführt wird, wodurch die staubigen Festpartikel aus dem Rohgas ent­ fernt werden.1. Two-stage process for the purification of raw gas from a solid gasification with contents of granular and dusty solid particles, characterized in that the raw gas in the first purification stage from the Verga sungszone straight in the direction of a gas space ( 3 ) ge leads, causing the granular Solid particles are deposited at the bottom of the gas chamber, that the partially purified raw gas from the gas compartment ( 3 ) is deflected since Lich, at least by a factor of 3 redu ed speed change learns and after renewed gas deflection, substantially in the vertical direction, in the second purification stage a solids filter is performed, whereby the dusty solid particles are removed from the raw gas ent. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff-Filter ein rieselfähiges Sandbett-Filter ist.2. The method according to claim 1, characterized, that the solid filter a free-flowing sand bed filter is. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reinigungsstufe bei einer Temperatur oberhalb 500°C durchgeführt wird. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized, that the second purification stage at a temperature above 500 ° C is performed.   4. Vorrichtung zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff- Vergasung mit Gehalten an körnigen und staubigen Festparti­ keln, wobei die Vorrichtung aus einem Vergasungsreaktor mit senkrecht stehender Kühlstrecke besteht und mit unterem Rohgasauslaß (2) und Aschesammelraum (5), dadurch gekennzeichnet, daß peripher an den Rohgasauslaß (2) der Filterzuströmraum (4) anschließt, der oberhalb des Festbettfilters (7) angeordnet ist.4. Apparatus for purifying raw gas from a solid gasification with contents of granular and dusty Festparti angles, the device consists of a gasification reactor with vertical cooling section and with lower raw gas outlet ( 2 ) and ash collecting space ( 5 ), characterized in that peripherally to the raw gas outlet ( 2 ) of the Filterzuströmraum ( 4 ) connects, which is arranged above the fixed bed filter ( 7 ).
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