DE3880253T2

DE3880253T2 - Reinigung von rohgas.

Info

Publication number: DE3880253T2
Application number: DE8888850323T
Authority: DE
Inventors: Clas Ekstroem; Bengt-Goeran Espenaes; Waclaw Kowalic; Erik Rensfelt; Lars Waldheim
Original assignee: TPS Termiska Processer AB
Current assignee: TPS Termiska Processer AB
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1993-07-29
Anticipated expiration: 2008-09-29
Also published as: LV11188B; DK81090D0; SE8703816L; LV11188A; FI901613A0; AU612199B2; NO901393L; JPH03500420A; DK81090A; EP0310584A2; FI95924B; SE8703816D0; EP0310584A3; ES2039698T3; LT3842B; AU2529788A; WO1989002909A1; NO901393D0; NO302422B1; DE3880253D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Rohgases, das aus einem kohlenstoffhaltigen Material mit Hilfe eines Vergasungsverfahrens erzeugt wurde, wobei die Reinigung in einer von dem Vergaser des Vergasungsverfahrens getrennten Sekundärstufe stattfindet.
Ein Rohgas, das aus verschiedenen Arten von biologischen Brennstoffen erzeugt wurde und als ein Brenngas verwendet wird, ist ein wertvoller Ölersatz für Anwendungen mit Anforderungen, bei denen die Verfahrenserfordernisse eine direkte Verbrennung von festem Brennstoff unmöglich machen, z. B. beim Befeuern von Kalkröstöfen oder bei der Umwandlung vorhandener mit Öl befeuerter Kocher.
Für andere Anwendungstypen, z. B. sogenannte gemeinsame Erzeugung (von elektrischem Strom und Wärme) unter Verwendung von Dieselmotoren, werden sehr hohe Anforderungen an die Gasreinheit in Bezug auf Primärteere und Staub gestellt. Außerdem führen Umweltschutzaspekte oftmals zu Anforderungen an niedrige Konzentrationen von Verbindungen, die beim Verbrennen schädliche Emissionen bilden, wie NOx, SOx und verschiedene chlorierte Verbindungen. Das letzterwähnte gilt besonders für ein Gas, das aus Brennstoff erzeugt wurde, welcher aus Müll stammt, RDF. Diese Anforderungen an die Gasreinheit können durch das Rohgas erfüllt werden, das nach einer geeigneten Methode gereinigt wurde.
Vergasung von RDF mit anschließender Reinigung des Rohgases bedeutet eine für die Umwelt günstige Methode zur Energiegewinnung aus Abfällen durch Verwertung von gereinigtem Gas in bestehenden Kochern oder für gemeinsame Erzeugung in Dieselmotoren und/oder Kochern.
Überdies ist eine Verwertung von Rohgas oftmals mit anderen technischen Problemen verbunden.
Bei Temperaturen unterhalb 1200 ºC ist in Rohgas, das durch Vergasung eines kohlenstoffhaltigen Materials erzeugt wurde, z. B. Kohle, Torf, Rinde, Holz oder RDF, immer Teer vorhanden, was die Verwertung für eine Verbrennung von Heißgas in direkter oder geschlossener Verbindung mit dem Vergaser beschränkt Betriebsstörungen, die durch Teerüberzüge auf Apparaturen und Armaturen verursacht werden, sind ein großes Problem, das die Verfügbarkeit beschränkt. Während der Verbrennung von Heißgas lassen Stickstoff und in bestimmten Fällen auch Schwefel (z. B. aus Torf), die in Teeren gebunden sind, sowie Ammoniak, H&sub2;S (Torf) oder HCl (aus RDF) Emissionen weiter ansteigen, die für die Umwelt schädlich sind (NOx, SOx bzw. HCl und chlorierte Kohlenwasserstoffe, unter anderen Dioxine).
Trotz umfangreicher Forschungen bezüglich einer Teer- und Ammoniakumwandlung wurde bislang kein Verfahren entwickelt, das in industriellem Maßstab eine genügend weitreichende Rohgasreinigung erreicht. Der traditionelle Weg zur Verminderung der Teergehalte in einem Rohgas ist der mit Hilfe einer Naßwäsche, doch macht eine Aerosolbildung in dem Wäscher die Teerentfernung uneffizient. Außerdem bekommt man ein Prozeßwasser mit hohen Gehalten an organischen Verbindungen und Ammoniak. Folglich muß dieses Wasser seinerseits gereinigt werden, bevor es an ein Abwassersystem abgegeben wird. Beim Vergasen von RDF enthält das Prozeßwasser auch hohe Konzentrationen an gelöster Chlorwasserstoffsäure und/oder Ammoniumchlorid. Beim Vergasen schwefelreicherer Brennstoffe, z. B. Torf oder Kohle, muß das Rohgas auch gereinigt werden, um Schwefelwasserstoff zu entfernen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rohgasreinigungsverfahren zu bekommen, mit Hilfe dessen die oben erwähnten Probleme weitgehend gelöst werden.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach der Erfindung mit den in den beigeschlossenen Ansprüchen definierten Merkmalen gelöst.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Reinigung eines Rohgases, das als Brenngas zu verwenden ist, wobei das Rohgas Teer und Ammoniak und in speziellen Fällen auch beachtliche Mengen an Chlorwasserstoff enthält und wobei das Rohgas mit Hilfe eines beliebigen Vergasungsverfahrens aus einem kohlenstoffhaltigen Material, z. B. Rinde, Holz, Torf oder aus Müll stammendem Brennstoff, RDF, erzeugt wurde, indem in einer Sekundärstufe eine Umwandlung in Berührung mit einem geeigneten aktiven (katalytischen und gegebenenfalls absorbierenden) Material stattfindet.
Gemäß der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Gasgehalte an organischen Verbindungen in Form von bei niedrigeren Temperaturen, wie Umgebungstemperaturen, kondensierbarem Teer und von Ammoniak das Reinigen in einer Sekundärstufe in der Form einer schnellzirkulierenden Wirbelschicht (CFB) mit einem aufrechtstehenden Reaktorschacht durchgeführt wird, deren Schichtmaterial wenigstens zu einem größeren Teil ein aktives Material in der Form eines Materials einschließt, das Teer- und Ammoniakumwandlung katalysiert, aus Magnesium-Calciumcarbonat enthaltendem Material, vorzugsweise Dolomit, und/oder dem entsprechenden calcinierten (gebrannten) Produkt besteht, wobei die Teilchengröße des Materials kleiner als 2 mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm, ist, während man die Betriebstemperatur der Sekundärstufe im Bereich von 600 bis 1000 ºC, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 900 ºC, die mittlere Suspensionsdichte in dem Reaktorschacht im Bereich von 80 bis 250 kg/cm³, die Gasgeschwindigkeit in dem Reaktorschacht, berechnet auf einen leeren Reaktorschacht, unter 10 m/s, vorzugsweise unter 6 m/s und die Verweilzeit des Gases, berechnet auf einen leeren Reaktorschacht, im Bereich von 0,2 bis 20 s, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 7 s hält, um so einen Kontakt zwischen dem hindurchgehenden Gas und dem aktiven Material für eine katalytische Umwandlung von in dem Gas vorhandenem Teer und Ammoniak zu Konzentrationen in dem gereinigten Gas unter 500 bzw. 300 mg/Nm³ zu bekommen.
Wir haben gefunden, daß ausreichende Umwandlung von Teeren und Ammoniak und in speziellen Fällen gleichzeitige Absorption von Chlorwasserstoff erzielt werden kann, indem man zunächst das teerhaltige Gas von pyrolysierenden größeren Brennstoffteilchen in der Vergasungsstufe abtrennt und dann in einer getrennten Sekundärstufe in der Form einer zirkulierenden schnellen Wirbelschicht das Gas mit einem geeigneten aktiven Material, wie Dolomit, bei geeigneten Verfahrensparametern in Berührung bringt.
Wenn das kohlenstoffhaltige Material auch Schwefel in beachtlichen Mengen enthält, was beispielsweise bei Torf der Fall ist, findet natürlich auch eine Absorption von Schwefelwasserstoff auf dem katalytischen und absorbierenden Material statt, in speziellen Fällen fast bis zum thermodynamischen Gleichgewicht.
Die Menge an aktivem Material, die in Bezug auf die Rohgasmenge erforderlich ist, wird durch die geforderte Raumgeschwindigkeit für katalytische Umwandlung von Teeren und Ammoniak bestimmt und hängt von mehreren Parametern ab, wie der Temperatur, der Verweilzeit des Gases, der Teilchengröße des aktiven Materials, dem Partialdruck der Reaktionspartner und dem Deaktivierungsgrad des aktiven Materials. Zu niedrige Temperatur und/oder zu niedriger CO&sub2;- Partialdruck können dazu führen, daß die Teerumwandlung eine Kohlenstoffablagerung auf der aktiven Oberfläche bewirkt, was zu einer Deaktivierung führt. Wenn dies eintritt, kann das Material durch Behandlung mit einem oxidierenden Gas, z. B. Luft und/oder Wasserdampf, aktiviert werden. Absorption von HCl (und/oder H&sub2;S) findet so schnell bei den interessierenden Temperaturen statt, daß diese Reaktionen beinahe durch das Gleichgewicht bestimmt werden und zu einem Verbrauch von aktivem Material entsprechend dem gebildeten festen Chlorid (bzw. Sulfid) führen.
Wir haben somit gefunden, daß Absorption von Chlorid (und in bestimmten Fällen auch von Schwefelwasserstoff) auf einem aktiven Material, wie Dolomit, eine rasche Reaktion ist und das Vorhandensein einer wesentlich geringeren Menge an aktivem Material in Bezug auf den Gasstrom als katalytische Umwandlung von Teeren und Ammoniak erfordert.
Die Benutzung einer Sekundärstufe in der Form einer schnellzirkulierenden Wirbelschicht (CFB) bedeutet wesentliche Vorteile.
Eine solche Schicht ist in der Lage, aus dem Vergaser mitgerissenen Staub zu behandeln, ergibt sehr gleichmäßige Temperaturen in der Reaktionszone und auch einen homogenen Kontakt zwischen Gas und Schichtmaterial, d. h. geringe Gefahr für Abweichungen im Umwandlungs- /Absorptionsgrad. Außerdem kann die Teilchengröße abwärts in großem Umfang für jene Fälle variiert werden, in denen dies nötig ist, um erhöhte Umwandlung bei einer bestimmten Temperatur und Raumgeschwindigkeit zu ergeben. Wesentliche Erosion des Schichtmaterials führt auch zu gesteigerter zugänglicher aktiver Oberfläche. Außerdem kann eine als CFB bezeichnete Sekundärstufe mit Vorteil mit einem willkürlichen CFB-Vergaser, der nur eine Primärteilchenabtrenneinrichtung hat, oder einem anderen Vergasertyp integriert werden. Man bekommt auch relativ kleine Durchmesser, wenn man den Maßstab vergrößert, da die Gasgeschwindigkeiten relativ hoch gehalten werden können, bis zu etwa 10 m/s, vorzugsweise bis zu 6 m/s.
Im Falle, daß der Vergaser aus einem CFB-Vergaser besteht, kann somit eine Verbindung direkt nach der Primärstaubabtrennung gemacht werden. Wenn ein aktives Material als ein Schichtmaterial in dem CFB-Vergaser verwendet wird, kann die Sekundärstufe in einer vorteilhaften Weise mit dem Vergaser integriert werden, z. B. so daß Staub aus der Sekundärteilchenabtrenneinrichtung nach der Sekundärstufe insgesamt oder teilweise zu dem Vergaser zurückgeführt wird. Auf diese Weise werden auch die Gesamtverluste an Schichtmaterial geringer, und man erhält auch den Vorteil, nur eine Schichtmaterialtype zu benutzen.
Die erforderliche Menge an aktivem Material in dem Reaktorschacht der Sekundärstufe für ausreichende katalytische Umwandlung von Teer und Ammoniak kann durch die insgesamt zugesetzte Menge und durch gesteuerte Rückzirkulation von Schichtmaterial gesteuert werden. Die erforderliche Umwandlung bestimmt eine geeignete Kombination von Temperatur, Teilchengröße und Menge an aktivem Material. Wegen Abrieb, Deaktivierung und/oder Absorption von HCl (und gegebenenfalls H&sub2;S) verbrauchtes aktives Material wird durch Zugabe von entsprechenden Mengen an frischem aktivem Material und/oder aktiviertem derartige in Material ersetzt. Die Verweilzeit des Gases kann durch die Kombination von Durchmesser und Höhe oberhalb des Gaseinlasses gesteuert werden.
In jenen speziellen Fällen, wenn HCl in dem Rohgas in beachtlichen Mengen vorhanden ist, bedeutet das durch das Auslaßgas aus der Sekundärstufe mitgerissene aktive Material, daß die HCl-Absorption verbessert wird, da sie thermodynamisch bei niedrigeren Temperaturen unter der Bedingung weiterreichend wird, daß das gereinigte Gas vor der Staubendentfernung auf eine wesentlich niedrigere Temperatur heruntergekühlt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer nichtbeschränkenden Ausführungsform beschrieben, während auf die beigeschlossene Zeichnung Bezug genommen wird, die ein Vergasungs- und Gasreinigungssystem nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dem in der Zeichnung gezeigten System wird kohlenstoffhaltiges Material 1 zu einem Vergaser 3 befördert, welcher aus einer zirkulierenden schnellen Wirbelschicht (CFB) besteht. Dieser umfaßt einen Reaktor 51, eine primäre Trennvorrichtung 52 und Rückführeinrichtungen 53 für in der primären Trennvorrichtung abgetrenntes Schichtmaterial. Das Schichtmaterial besteht aus einem aktiven katalytischen und absorbierenden Material, vorzugsweise in der Form von Dolomit, gemischt mit unvergastem kohlenstoffhaltigem Material, Kohle. Die primäre Trennvorrichtung 52 ist eine mechanische Trennvorrichtung vom nichtzentrifugalen Typ, zweckmäßig eine U-Trägertrennvorrichtung, wie sie in unserem europäischen Patent EP O 103 613 bezüglich eines CFB-Kochers beschrieben ist, worauf hier Bezug genommen wird.
Das in dem Vergaser 3 erzeugte heiße Rohgas 2 wird direkt von der primären Trennvorrichtung 52 abgezogen und wird direkt in eine Gasreinigungs-Sekundärstufe 25 ohne weitere Staubentfernung eingespeist. Die Sekundärstufe 25 ist als eine zirkulierende schnelle Wirbelschicht (CFB) 26 ausgebildet und hat die gleiche Art von aktive in Schichtmaterial wie der Vergaser 3.
Das Rohgas 2 wird der Sekundärstufe 25 so zugeführt, daß es ein fluidisierendes Gas bildet.
Die Sekundärstufe 25 ist mit einem langen und engen Reaktorschacht mit willkürlichem Querschnitt (z. B. rund oder rechteckig) ausgebildet. Schichtmaterial, das mit dem Gasstrom von der Spitze des Reaktorschachtes abgeht, wird zu einem größeren Teil in der Primärteilchentrennvorrichtung 27, vorzugsweise einer U-Trägertrennvorrichtung der gleichen Art wie die U- Trägertrennvorrichtung des Vergasers, gefolgt von einer Sekundärtrennvorrichtung 28, vorzugsweise einem Zyklon, abgetrennt. Das in der Primärteilchentrennvorrichtung abgetrennte Material 30 wird zu dem unteren Teil der zirkulierenden Schicht 26 durch eine Rezirkulierungseinrichtung zurückgeführt. Das in der Sekundärteilchentrennvorrichtung 28 abgetrennte Material 29 wird in der Hauptsache zu dem unteren Teil des Vergasers 3 zugegeben, Strom 31. Gegebenenfalls kann auch ein Teil des Materialstromes 29 dem unteren Teil der zirkulierenden Schicht 26 zugeführt werden, Strom 34, und/oder aus dem System abgezogen werden, Strom 43.
Für eine Zuführung von frischem katalytischem und absorbierendem Material 14 zu der Sekundärstufe 25 wird eine auf geeigneter Höhe angeordnete Seitenbeschickungseinrichtung 15 verwendet. Verbrauchtes und/oder deaktiviertes Schichtmaterial 35 wird mit Hilfe einer Austrageinrichtung 36 ausgetragen, die in Verbindung mit dem Boden der Sekundärstufe 25 angeordnet ist.
Das in der Sekundärstufe in diesem Beispiel verwendete aktive Material besteht aus Calcium- Magnesiumcarbonat enthaltendem Material, vorzugsweise Dolomit, mit einer Teilchengröße kleiner als 2 mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm, das in Kombination mit dem hindurchgehenden Gas die schnellzirkulierende Wirbelschicht 26 bildet.
Die Gasgeschwindigkeit in dem oberen Abschnitt des Reaktorschachtes, berechnet auf den freien Querschnitt, wird so eingestellt, daß sie unter 10 m/s, vorzugsweise nicht über 6 m/s ist.
Das fluidisierende Gas der schnellzirkulierenden Schicht 26 besteht aus dem Rohgas 2 und zugesetztem oxidierendem Gas 13, z. B. Luft. Gegebenenfalls kann zusätzliches oxidierendes Gas 33 der Sekundärstufe 25 in einer oder in mehreren anderen geeigneten höher gelegenen Stellen zugeführt werden.
Die Umwandlung von in dem Rohgas 2 entnaltenem Teer und Ammoniak und die Absorption von in dem Rohgas enthaltenem Chlorid finden durch Kontakt mit derm katalytischen und absorbierenden Material in der zirkulierenden Schicht 26 in einem Temperaturbereich von 600 bis 1000 ºC, vorzugsweise 700 bis 900 ºC, am meisten bevorzugt 850 bis 950 ºC statt. Der erforderliche Temperaturwert wird durch Verbrennung von verbrennbaren Gaskomponenten im Inneren der Sekundärstufe 25 aufrechterhalten, welche durch Einstellung der Menge von zugeführtem oxidierendem Gas, der Ströme 13 und 33, gesteuert wird.
Die mittlere Suspensionsdichte in dem Reaktorschacht der Sekundärstufe 25 wird in einem Bereich von 20 bis 300 kg/m³, vorzugsweise in einem Bereich von 80 bis 250 kg/m³ derart gehalten, daß ein erforderlicher Kontakt zwischen dem hindurchgehenden Gas und dem aktiven Material erhalten wird. Dies erreicht man durch Einstellung der Gesamtmenge an zirkulierendem Material in Kombination mit einer Steuerung der Fließgeschwindigkeit von rückgeführtem Material 30 und 34.
Die Verweilzeit des Gases in dem Reaktorschacht, berechnet auf einen leeren Reaktorschacht, wird in einem Bereich von 0,2 bis 20 s, vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 7 s gehalten.
Gegebenenfalls kann eine Aktivierung von deaktiviertem katalytischem und absorbierendem Material erfolgen, indem man oxidierendes Gas 32, z. B. Luft, dem Material zusetzt, das zu dem unteren Teil der zirkulierenden Schicht rückgeführt wird, Ströme 30 und 34. Die Menge von zugesetztem oxidierendem Gas 32 wird derart gesteuert, daß die Aktivierung in einem Temperaturbereich von 600 bis 1000 ºC, vorzugsweise in einem Bereich von 750 bis 900 ºC stattfindet.
Vor Beginn des Betriebs des Verfahrens findet ein Erwärmen der Sekundärstufe 25 einschließlich ihres Schichtmaterials mit Hilfe einer Verbrennung von LP-Gas 24 darin statt.
Der gereinigte Gasstrom 4, der die sekundäre Trennvorrichtung 28 der Sekundärstufe 25 verläßt, wird von mitgerissenem feinverteiltem Schichtmaterial und Wasserdampf in den anschließenden Gasbehandlungsstufen befreit.
Das Gas geht durch zwei Wärmetauscher. In dem ersten Wärmetauscher 37 findet ein Wärmeaustausch mit oxidierendem Gas, Strom 10, statt, das sowohl für den Vergaser 3 als auch für die Sekundärstufe 25 bestimmt ist, so daß vorerwärmtes oxidierendes Gas 11 am Auslaß aus dem Wärmetauscher 37 eine geeignete Temperatur, vorzugsweise etwa 400 ºC, hat. Das vorerwärmte oxidierende Gas 11 wird sowohl in dem Vergaser 3 (unter anderem als fluidisierendes Gas), Strom 12, als auch in der Sekundärstufe 25, Ströme 13, 32 und 33, verwendet.
In dem anschließenden zweiten Wärmetauscher 38 wird die Temperatur des Gases 5 auf einen Wert gesenkt, der es gestattet, daß das Auslaßgas 6 durch Verwendung beispielsweise von Standardtextilfiltern oder eines Zyklons für weitere Staubentfernung, bei 39, d. h. vorzugsweise bis herab auf 150 bis 300 ºC, gereinigt wird. Der entfernte Staub 18 wird aus der Staubentfernungsstufe 39 abgezogen.
Wie oben erwähnt, enthält der Gasstrom 4 mitgerissenes feinverteiltes aktives Material, das mit dem Gasstrom aus der sekundären Trennvorrichtung 28 abgeht. In speziellen Fällen, z. B. in Verbindung mit einer Vergasung von RDF, enthält das Rohgas 2 aus dem Vergaser beachtliche Mengen an HCl. Da die Absorption von HCl auf kalkhaltigen Materialien, wie Dolomit, durch ein Senken der Temperatur begünstigt wird, trägt die Gaskühlung in den Wärmetauschern 37 und 38 dazu bei, den Absorptionsgrad an restlichem HCl auf dem mitgerissenen Material zu erhöhen.
Das fast staubfreie Gas 7, welches die Staubentfernungsstufe 39 verläßt, wird in einen Gaswäscher 40 eingespeist, in welchem es von Feuchtigkeit und anderen wasserlöslichen Komponenten befreit wird. In dem Gaswäscher 40 findet sowohl eine Befeuchtung des Gasstromes 7 als auch eine Kondensation von Wasserdampf statt. Bei den herrschenden Bedingungen findet auch eine Ausfällung der meisten restlichen Feinstoffe und eine Absorption von wasserlöslichen Gaskomponenten, z. B. NH&sub3;, HCl und/oder NH&sub4;Cl, statt.
Der den Gaswäscher 40 verlassende Wasserstrom 20 wird mit einer Pumpe 41 zurückgeführt, wobei er in einem Wärmetauscher 42 derart gekühlt wird, daß die Temperatur des zu dem Gaswäscher 40 zurückgeführten Wassers 19 in dem Bereich von 15 bis 20 ºC gehalten wird. Überschüssiges Wasser 21 läßt man aus dem Wasserkreislauf ablaufen.
Das den Gaswäscher verlassende Gas 8 kann für industrielle Anwendungen als rein angesehen werden, d. h. es ist fast frei von Teeren, Ammoniak, Staub, HCl und H&sub2;S. Bei den herrschenden Auslaßtemperaturen (etwa 30 ºC) ist es jedoch mit Wasserdampf gesättigt. Je nach der Anwendung kann der Gasstrom 8, um die relative Feuchtigkeit zu senken, vorerwärmt oder durch eine zusätzliche Trockenstufe geführt werden, um seinen Feuchtigkeitsgehalt zu senken. Das reine Gas genügt den Anfordemngen für Motorbetrieb, z. B. mit Hilfe von Dieselmotoren mit Turboaufladung, und kann ohne zusätzliche Abgasreinigung verbrannt werden.
Für einfachere Anwendungen, z. B. Wärmeerzeugung in Kochern, kann der Gaswäscher 40 weggelassen werden, so daß das gereinigte Gas entweder direkt nach dem Wärimetauscher 37, Strom 22, oder nach der Staubabtrennvorrichtung 39, Strom 23, benutzt werden kann.
In dem beschriebenen Beispiel wurde die Sekundärstufe 25 mit einem Vergaser 3 auf der Basis von CFB-Technologie integriert. Der Vergaser 3 kann das Rohgas aus mehreren verschiedenen Arten von Brennstoffen, z. B. grober Rinde, Torf oder Brennstoffen, die von Müll stammen, RDF, erzeugen. Als Schichtmaterial in der zirkulierenden Schicht des Vergasers 3 ist es, wie erwähnt, bequem, ein katalytisches und absorbierendes Material der gleichen Type wie in der Sekundärstufe 25 zu verwenden.
Der Gesamtdruckabfall des zugeführten oxidierenden Gases, z. B. Luft, beim Durchgang durch die Produktionsschleife liegt geringfügig oberhalb 1 bar. Dies ergibt Erfordernisse bezüglich einer Verwendung eines Kompressors 16, der den Druck des oxidierenden Gases in dem Strom 9 auf den Druckwert im Strom 10 anhebt, welcher bei dem gegebenen Zweck erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung eines Rohgases, das als Brenngas zu verwenden ist und aus einem kohlenstoffhaltigen Material mit Hilfe eines Vergasungsverfahrens erzeugt wurde, wobei die Reinigung in einer von dem Vergasungsverfahren getrennten Sekundärstufe stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Gasgehalte an organischen Verbindungen in Form von bei niedrigeren Temperaturen, wie Umgebungstemperaturen, kondensierbarem Teer und von Ammoniak das Reinigen in einer Sekundärstufe in der Form einer schnell zirkulierenden Wirbelschicht mit einem aufrechtstehenden Reaktorschacht durchgeführt wird, deren Schichtmaterial wenigstens zu einem größeren Teil ein aktives Material in der Form eines Materials einschließt, das Teer- und Ammoniakumwandlung katalysiert, aus Magnesium-Calciumcarbonat enthaltendem Material, vorzugsweise Dolomit, und/oder dem entsprechenden calcinierten (gebrannten) Produkt besteht, wobei die Teilchengröße des Materials kleiner als 2 mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm ist, während man die Betriebstemperatur der Sekundärstufe im Bereich von 600 bis 1000 ºC, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 900 ºC, die mittlere Suspensionsdichte in dem Reaktorschacht im Bereich von 80 bis 250 kg/m³, die Gasgeschwindigkeit in dem Reaktorschacht der Sekundärstufe, berechnet auf einen leeren Reaktorschacht, unter 10 m/s, vorzugsweise unter 6 m/s, und die Verweilzeit des Gases, berechnet auf einen leeren Reaktorschacht, im Bereich von 0,2 bis 20 s, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 7 s hält, um so einen Kontakt zwischen dem hindurchgehenden Gas und dem aktiven Material für eine katalytische Umwandlung von in dem Gas vorhandenem Teer und Ammoniak zu Konzentrationen in dem gereinigten Gas unter 500 bzw. 300 mg/Nm³ zu bekommen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Rohgas Chlorwasserstoff einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß man intermittierend oder kontinuierlich absorbiertes Chlorid enthaltendes aktives Material aus der Sekundärstufe entfernt und intermittierend oder kontinuierlich eine entsprechende Menge an frischem aktivem Material in die Sekundärstufe einspeist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine gleichzeitige Zugabe von oxidierendem Gas, vorzugsweise eines sauerstoffhaltigen Gases und/oder von Wasserdampf, zu dem Reaktor der Sekundärstufe.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebstemperatur der Sekundärstufe durch zugesetzte Mengen von sauerstoffhaltigem Gas gesteuert wird.

5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Ergebnis von Kohlenstoffablagerung oder aus irgendeinem anderen Grund deaktiviertes aktives Material intermittierend oder kontinuierlich aus der Sekundärstufe entfernt und durch äquivalente Mengen von frischem und/oder aktiviertem Material ersetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Sekundärstufe entferntes deaktiviertes aktives Material durch Behandlung mit einem oxidierenden Gas, vorzugsweise einem sauerstoffhaltigen Gas und/oder mit Wasserdampf, in einer getrennten Aktivierungsstufe aktiviert wird, wobei so aktiviertes Material zu der Sekundärstufe zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Ergebnis von Kohlenstoffablagerung oder aus irgendeinem anderen Grund deaktivertes aktives Material durch Behandlung mit einem oxidierenden Gas, vorzugsweise einem sauerstoffhaltigen Gas oder Wasserdampf, in dem System, das abgetrenntes Schichtmaterial der Sekundärstufe rezirkuliert, aktiviert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung bei einer Betriebstemperatur im Bereich von 600 bis 1200 ºC, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 900 ºC, stattfindet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebstemperatur der Aktivierung mit Hilfe von zugesetzten Mengen an sauerstoffhaltigem Gas gesteuert wird.

10. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas der Sekundärstufe direkt aus dem Vergaser ohne zwischengeschaltete Staubentfemung zugeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Vergaser eine schnell zirkulierende Wirbelschicht umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas der zweiten Stufe direkt aus der Primärtrenneinrichtung des Vergasers zugeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das fluidierende Gas der Sekundärstufe das Rohgas und gegebenenfalls ein oxidierendes Gas umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß oxidierendes Gas, welches nicht ein fluidisierendes Gas bildet, dem Reaktor der Sekundärstufe auf einer Höhe oder auf mehreren Höhen oberhalb der Zufuhr von fluidisierendem Gas zugegeben wird.

14. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Chlorwasserstoffgehalt in dem gereinigten Gas, welches die Sekundärstufe verläßt, weiterhin mit Hilfe von Absorption auf dem katalytischen und absorbierenden Material vermindert wird, welches in dem Gas nach der Teilchenabtrennung der Sekundärstufe verbleibt, wobei das Gas nach der Sekundärstufe zunächst auf eine wesentlich niedrigere Temperatur, vorzugsweise eine Temperatur zwischen 150 und 300 ºC, gekühlt und dann einer zusätzlichen Staubabtren nung unterzogen wird.

15. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohgaszuführung der Sekundärstufe direkt mit der primären Teichenabtrenneinrichtung eines Vergasers mit einer schnell zirkulierenden Wirbelschicht verbunden ist, worin das zirkulierende Schichtmaterial aus einem aktiven Material der gleichen Type wie in der Sekundärstufe besteht, daß in der Sekundärstufe, vorzugsweise in einer sekundären Teilchenabtrenneinrichtung, abgetrennter Staub wenigstens teilweise zu dem unteren Teil des Vergasungsreaktors zurückgeführt wird und daß mit dem Rohgas aus dem Vergaser mitgerissenes Schichtmaterial und gegebenenfalls am Boden des Vergasers entferntes Material durch das zu dem Vergasungsreaktor aus der Sekundärstufe zurückgeführte Material in Kombination mit frischem katalytischem und absorbierendem Material, welches intermittierend oder kontinuierlich dem Vergaser zugesetzt wird, ersetzt werden.