DE4222671C2 - Flugstromreaktor zur Herstellung von Pyrolysekoks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flugstromreaktor zur Herstellung von Pyrolysekoks, wobei einem Fallrohrreaktor eine Kohlevorlage vorgeschaltet ist, in deren Kohle-Dosierleitung, die in den Reaktorkopf von oben eingelassen ist, eine Gas- Dosierleitung einmündet, und in den Reaktorkopf des weiteren eine Heißgasleitung einmündet, der ein Brenner zugeordnet ist, sowie aus dem Reaktorausgang eine Gas-Flüchtige-Koks- Gemischleitung abzweigt, die zu einem Feststoffabscheider führt, der mit einem Koksabzug sowie einer Gas-Flüchtige- Leitung ausgerüstet ist.

Ein solcher Flugstromreaktor ist aus der US-PS 4 324 638 be­ kannt. Dessen konstruktive Ausgestaltung ist darauf ausge­ legt, möglichst viele Flüchtige Bestandteile durch die Py­ rolyse zu gewinnen, vorzugsweise solche Kohlenwasserstoffe mit vier oder mehr C-Atomen, wobei zwangsläufig, aber als Ne­ benprodukt, Pyrolysekoks anfällt, der jedoch teilweise in den Prozeß zurückgeführt wird. Nachteilig ist, daß bei dieser Konstruktion ein Turbulenzbereich im Reaktorkopfteil geschaf­ fen wird, so daß keine Schockverkokung der frisch eingetrage­ nen Kohlekörner eintreten kann.

Es ist allgemein bekannt, aus Steinkohle, die unter Luftab­ schluß erhitzt wird, die Flüchtigen Bestandteile in einem Flugstromreaktor abzutrennen, wobei die Kohlegrundsubstanz als glasiger Koksrückstand zurückbleibt. Das Hauptprodukt solcher Pyrolyseverfahren sind die Flüchtigen Bestandteile, die zu den verschiedensten Endprodukten weiterverarbeitbar sind. Der Koksrückstand als Nebenprodukt wird in der Regel als Festbrennstoff verwertet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Flugstromreaktor dahingehend weiterzuent­ wickeln, daß der Pyrolysekoks als ein Hauptprodukt nutzbar ist, nämlich als ein Porenbildner zur Erzeugung von porenhal­ tigen keramischen Formkörpern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend von einem Flug­ stromreaktor der eingangs genannten Gattung, dessen Weiter­ bildung vorgeschlagen, wie sie in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 niedergelegt ist. Eine weitere Ausgestaltung vermittelt Anspruch 2.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit dem erfindungsge­ mäßen Flugstromreaktor hergestellter Pyrolysekoks sehr gut als Porenbildner für die Erzeugung von porenhaltigen kerami­ schen Formkörpern geeignet ist. Als zusätzlicher Vorteil tritt hinzu, daß die fühlbare Wärme der Pyrolysekokspartikel den Fremdwärmebedarf bei der Herstellung porenhaltiger kera­ mischer Formkörper entsprechend reduzieren kann.

Die bei der Herstellung der Pyrolysekokspartikel mit dem er­ findungsgemäßen Flugstromreaktor als weiteres Produkt anfal­ lenden Flüchtigen Bestandteile können ihrer üblichen Verwen­ dung in der Teerchemie zugeführt werden, mindestens aber kön­ nen sie unter Ausnutzung ihrer fühlbaren Wärme ebenfalls bei der Erzeugung der porenhaltigen keramischen Formkörper vor­ teilhaft zur Einsparung von Fremdwärme verwendet werden.

Die in einem Fallrohrreaktor als Flugstromreaktor hergestell­ ten Pyrolysekokspartikel haben überraschenderweise eine Korn­ größenverteilung, die eine optimale Porenverteilung in den porenhaltigen keramischen Formkörpern gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemä­ ßen Flugstromreaktor und

Fig. 2 eine SEM-fotografische Wiedergabe von in dem erfin­ dungsgemäßen Flugstromreaktor hergestellten Pyroly­ sekokspartikeln, die mit verschiedenen Vergröße­ rungsmaßstäben abgebildet sind.

In Fig. 1 ist ein als Fallrohrreaktor 1 ausgebildeter Flug­ stromreaktor dargestellt, der über eine Kohlevorlage 2 mit Kohle beschickbar ist. An die Kohlevorlage 2 ist seitlich eine Gas-Dosierleitung 4 angeschlossen. Das Dosiergas dient zur Fluidisierung des in der Kohlevorlage 2 enthaltenen Koh­ lenstaubes. Die Kohlevorlage 2 ist über eine Kohle-Dosierlei­ tung 3, die von einem Kühlmantel 5 umgeben ist, an den Reaktorkopf 6 angeschlossen. Die Kohle-Dosierleitung 3 ragt mit ihrem Auslaß 16 in den Reaktorkopf 6 hinein, und zwar bis zur Höhe eines Heißgas-Einlasses 15, an den eine Heißgas­ leitung 7 anschließt. Sie ist durch einen Brenner 8 hin­ durchgeführt, der seitlich des Fallrohrreaktors 1 angeordnet ist.

Im Brenner 8, der über eine Leitung 18 mit Brennstoff be­ schickt wird und dessen Abgas über eine Leitung 17 abgeführt wird, wird das in der Heißgasleitung 7 enthaltene Heißgas auf hohe Temperaturen von etwa 700-900°C aufgeheizt. Als Heißgas dient ein im wesentlichen sauerstofffreies Gas, vor­ zugsweise Rauchgas.

Im Bereich einer sich im Fallrohrreaktor 1 ausbildenden Reaktionsstrecke 14 trifft das aus dem Auslaß 16 austretende kalte Kohle-Dosiergas-Gemisch auf das aus dem Heißgas-Einlaß 15 austretende Heißgas. Dabei erfolgt im Bereich der Reak­ tionsstrecke 14 eine Schockverkokung der vorzugsweise hoch­ flüchtigen Einsatzkohle mit 30 bis 40% Flüchtigen Bestand­ teilen und einer Korngröße von 0,1 bis 0,5 mm unter Bildung von rundlichen porösen Pyrolysekokspartikeln.

Am Reaktorausgang 9 schließt an den Fallrohrreaktor 1 eine Gas-Flüchtige-Koks-Gemischleitung 10 an, die zu einem nach­ geschalteten heißgehenden Feststoffabscheider 11 führt, an dem sie seitlich befestigt ist. Vorzugsweise wird als Fest­ stoffabscheider, wie im Beispiel, ein Heißgas-Zyklon 11 ver­ wendet.

Aus dem Kopfbereich des Feststoffabscheiders 11 wird eine Gas-Flüchtige-Leitung 13 herausgeführt und in dessen Fußbe­ reich ist ein Koksabzug 12 angebracht.

Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung des Flug­ stromreaktors kann an die Gas-Flüchtige-Koks-Gemischleitung 10 eine Rückführleitung 19 angeschlossen sein, die im Bei­ spiel mit dem Reaktorkopf 6 verbunden ist.

Wie Fig. 2 ausweist, entstehen in dem erfindungsgemäßen Flug­ stromreaktor Pyrolysekokspartikel von kugelähnlicher Form, deren zellig-poröse Beschaffenheit aus den vier SEM-Foto­ grafien mit verschiedenen Vergrößerungsmaßstäben gut erkenn­ bar ist. Die Pyrolysepartikel fallen innerhalb eines eng be­ grenzten Korngrößenbereichs an. Wegen dieser Eigenschaften sind die Partikel optimal als Porenbildner für die Herstel­ lung von porenhaltigen keramischen Formkörpern geeignet.

Claims (2)

1. Flugstromreaktor zur Herstellung von Pyrolysekoks, wobei einem Fallrohrreaktor (1) eine Kohlevorlage (2) vorge­ schaltet ist, in deren Kohle-Dosierleitung (3), die in den Reaktorkopf (6) von oben eingelassen ist, eine Gas- Dosierleitung (4) einmündet, und in den Reaktorkopf (6) des weiteren eine Heißgasleitung (7) einmündet, der ein Brenner (8) zugeordnet ist, sowie aus dem Reaktorausgang (9) eine Gas-Flüchtige-Koks-Gemischleitung (10) ab­ zweigt, die zu einem Feststoffabscheider (11) führt, der mit einem Koksabzug (12) sowie einer Gas-Flüchtige-Lei­ tung (13) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle-Dosierleitung (3) mit einem Kühlmantel (5) versehen ist und die Heißgasleitung (7) seitlich an den Reaktorkopf (6) in Höhe des Kohle/Dosiergas-Auslasses (16) angeschlossen ist, so daß der Heißgasstrom aus dem Heißgas-Einlaß (15) unmittelbar mit dem gekühlten Kohle/Dosiergasstrom zusammengeführt wird, wodurch eine Schockverkokung der Kohlekörner zu rundlichen porösen Pyrolysekokspartikeln bewirkt wird.

2. Flugstromreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Gas-Flüchtige-Koks-Gemisch-Rückführleitung (19) vorgesehen ist, die von der Gas-Flüchtige-Koks-Ge­ mischleitung (10) zum Fallrohrreaktor (1) führt.