DE912612C

DE912612C - Process and gas generator for the production of water gas, in particular synthesis gas, according to the gas circulation process

Info

Publication number: DE912612C
Application number: DEB12229D
Authority: DE
Inventors: Bernhard Arnolds; Dr Franz Bieger
Original assignee: BRAUNKOHLE BENZIN AG
Current assignee: BRAUNKOHLE BENZIN AG
Priority date: 1942-04-29
Filing date: 1942-04-29
Publication date: 1954-05-31

Description

Bei der technischen Herstellung von Wassergas, insbesondere Synthesegas, aus Braunkohlenbriketts nach dem Gasumwälzverfahren, bei dem ein hocherhitzter Wälzgasstrom die für die endotherme Wassergasbildung erforderliche Wärme liefert, treten häufig große Schwierigkeiten auf, wenn große Leistungen erzielt werden sollen, also die Gasgeschwindigkeit in den Gaserzeugern hoch ist. Die Schwierigkeiten liegen in erster Linie in dem unregelmäßigen Gang der Gaserzeuger, der sich sowohl in der Güte des erzeugten Gases, besonders hinsichtlich des Gehaltes an Harzbildnern und kondensierbaren Bestandteilen, als auch in seiner :Menge äußert. Gleichzeitig mit diesen Schwankungen zeigen die Gaserzeuger einen ständigen Wechsel des Strömungswiderstandes, den sie dem Wälzgasstrom bieten.In the technical production of water gas, especially synthesis gas, from lignite briquettes using the gas circulation process, in which a highly heated circulation gas flow provides the heat required for the endothermic formation of water gas, occur frequently great difficulties arise when great achievements are to be achieved, i.e. the Gas velocity in the gas generators is high. The difficulties lie in the first place Line in the irregular pace of the gas generator, which is both in the quality of the generated gas, especially with regard to the content of resin formers and condensables Components, as well as in its: amount expresses. Simultaneously with these fluctuations the gas generators show a constant change in the flow resistance that they produce offer the circulating gas flow.

Eine eingehende Untersuchung dieser Erscheinungen hat ergeben, daß sie mit an sich geringen Schwankungen der Güte der Briketts parallel gehen, insbesondere mit deren Wassergehalt. Eine Erhöhung des Wassergehalts der eingespeisten Briketts um z. B. nur 10/0, beispielsweise von 15 auf 160/" hat anscheinend zur Folge, daß die Trocknung und Schwelung dieser wasserreichen Briketts in der oberhalb der Vergasungszone befindlichen Schwelzone etwas anders (langsamer) erfblgt, als die der vorher zugeführten wasserärmeren Briketts; die Briketts gelangen infolgedessen nicht so weitgehend ausgeschwelt in die heißeren Zonen des Gaserzeugers, wo die restliche Verschwelung dann sehr rasch unter Zerstörung ihres Zusammenhalts erfolgt. Die zerfallenden Briketts verursachen einen höheren Strömungswiderstand, so daß die Leistung des Gaserzeugers zurückgeht.A detailed study of these phenomena has shown that they go in parallel with intrinsically small fluctuations in the quality of the briquettes, in particular with their water content. An increase in the water content of the fed briquettes to z. B. only 10/0, for example from 15 to 160 / "apparently has the consequence that the drying and smoldering of these water-rich briquettes in the area above the gasification zone The smoldering zone located there is somewhat different (slower) than the one previously applied lower water briquettes; as a result, the briquettes do not get as far faded into the hotter zones of the gas generator, where the remaining smoldering then takes place very quickly, destroying their cohesion. The crumbling briquettes cause a higher flow resistance, so that the performance of the gas generator going back.

Es wurde nun gefunden, daß sich die genannten Schwierigkeiten beheben lassen, wenn man bei Abnahme der Gaserzeugungsleistung in den Wälzgaskreisstrom zeitweilig und in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Briketts oder von durch ihn bedingten Änderungen des Gaserzeugerzustandes, z. B. des Strömungswiderstandes, Kohlensäure oder kohlensäurereiche Gase, z. B. Restgas der Kohlenwasserstoffsynthese aus Kohlenoxyd und Wasserstoff oder daraus oder aus dem Synthesegas ausgewaschene Kohlensäure, in den Wälzgaskreisstrom einführt. Die kohlensäurereichen Gase können dabei dem Wälzgaskreisstrom entweder unmittelbar vor deren Eintritt in die die Aufheizung bewirkenden Regeneratoren zugesetzt oder, gegebenenfalls in v orerhitztem Zustand, in den Gaserzeuger oberhalb des Synthesegasabzuges eingeführt werden.It has now been found that the difficulties mentioned can be eliminated let, if one enters the circulating gas circuit flow when the gas generation capacity decreases temporarily and depending on the water content of the briquettes or by him conditional changes in the gas generator state, e.g. B. the flow resistance, Carbonated or carbonated gases, e.g. B. Residual gas from hydrocarbon synthesis from carbon oxide and hydrogen or from it or from the synthesis gas leached Carbon dioxide, introduces into the circulating gas circuit stream. The carbonated gases can in the process, the rolling gas circuit stream either immediately before it enters the heating added to effecting regenerators or, if necessary in a preheated state, be introduced into the gas generator above the synthesis gas flue.

Bei den Schwelgeneratoren wird ein Teil des durch die Kohle eingebrachten Kohlenstoffes sowohl in der Sch*el- als auch in der Vergasungszone in gasförmige Kohlenstoffverbindungen umgewandelt. Durch den Zusatz von z. B. Restgas aus der Kohlenwasserstoffsynthese, das C 02, C O und CH, in den Prozeß einbringt, erfährt dieser Kohlenstoffumsatz eine Änderung, und zwar derart, daß bei gleicher Synthesegaserzeugung weniger Kohle zu schwelen ist, was sich zwangläufig in einer Entlastung und damit einer Verminderung des Strömungswiderstandes der Schwelzone auswirkt. Damit verbunden ist gleichzeitig bei gleicher Gasproduktion eine Verlangsamung des Kohledurchsatzes, so daß den grobstückigen Briketts für die Erwärmung und Schwelung eine längere Zeit zur Verfügung steht (Schwelung bei kleiner Temperaturdifferenz), was sich für die bei diesem Vorgang auftretenden Schrumpfspannungen verkleinernd auswirkt und daher zur Koksverfestigung beiträgt.In the smoldering generator, part of the carbon introduced by the coal is converted into gaseous carbon compounds in both the shell and the gasification zone. By adding z. B. residual gas from hydrocarbon synthesis, which brings C 02, CO and CH, into the process, this carbon conversion undergoes a change, in such a way that with the same synthesis gas production less coal is to smolder, which inevitably results in a relief and thus a reduction the flow resistance of the smoldering zone. Associated with this is at the same time a slowdown in the coal throughput while the gas production is constant, so that the coarse briquettes are available for a longer period of time for heating and carbonization (carbonization with a small temperature difference), which has the effect of reducing the shrinkage stresses that occur during this process and therefore for coke solidification contributes.

So ergab sich, daß bei Einführung von nur 3ooo m3;1 Syntheserestgas (5r,4 0/a C02, 16,3 % C H4, 12,7 % Na, 12,1011o H2, 7,2 % CO) in das Wälzgas vor dem Regenerator die Leistung eines Gaserzeugers, die infolge ungeeigneter Briketts von 28 ooo m3/h auf 22 000 m3/h zurückgegangen war, sofort wieder auf 28 bis 29 ooo m'jh anstieg.It was found that when only 3,000 m3; 1 synthesis residual gas (5r, 4 0 / a C02, 16.3% C H4, 12.7% Na, 12.1011o H2, 7.2% CO) was introduced into the circulating gas in front of the regenerator the output of a gas generator, which had fallen from 28,000 m3 / h to 22,000 m3 / h as a result of unsuitable briquettes, immediately increased again to 28 to 29,000 m'jh.

Die Zusammensetzung des Synthesegases änderte sich dabei von -H2 55,90!10, CO 27,50f, (H,: CO = 2,01), C02 13,3 °/a, C H4 1,8 0/a, N2 1,5 % in: H2 52,90/0, C O 26,4)/, (H2: CO= 2,0), CO, 16,60/" CH4 1,8 0/01 N2 2,3 0/0.The composition of the synthesis gas changed from -H2 55.90! 10, CO 27.50f, ( H2: CO = 2.01), CO2 13.3 ° / a, C H4 1.8 0 / a, N2 1.5% in: H2 52.90 / 0, CO 26.4) /, (H2: CO = 2.0), CO, 16.60 / "CH4 1.8 0/01 N2 2.3 0 / 0.

In dem Maße, wie der Strömungswiderstand des Gaserzeugers abnahm, seine Leistungsfähigkeit also wieder anstieg, wurde die Menge des zugeführten Restgases verringert, während beim Erreichen des normalen Betriebszustandes kein Restgas mehr zugegeben wurde.As the flow resistance of the gas generator decreased, so its efficiency increased again, the amount of the supplied residual gas reduced, while no more residual gas when the normal operating state is reached was admitted.

Bei Einführung der kohlensäurereichen Gase in den Gaserzeuger oberhalb des Synthesegasabzuges bedient man sich zweckmäßig der in der Zeichnung dargestellten Anordnung. Im Gaserzeuger sind drei Reihen von Brücken angeordnet, die ihn quer durchziehen; die unterste dient zur Einführung des Wälzgases, die mittlere zum Abziehen des erzeugten Synthesegases und die oberste zur Einführung des kohlensäurereichen Gases; dabei sind die einzelnen Brücken gegenüber denen der benachbarten Reihen auf Lücke angeordnet, um die in der Vergasungszone befindliche Brennstoffschicht möglichst weitgehend vom Druck der darüber lagernden Brikettsäule zu entlasten.When the carbonated gases are introduced into the gas generator above of the synthesis gas vent, it is useful to use the ones shown in the drawing Arrangement. In the gas generator there are three rows of bridges that cross it pull through; the bottom one is used to introduce the rolling gas, the middle one to remove it of the synthesis gas produced and the topmost to introduce the carbonated Gas; the individual bridges are opposite those of the neighboring rows arranged in a gap around the fuel layer located in the gasification zone Relieve the pressure of the briquette column above as much as possible.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of water gas, in particular synthesis gas, from lignite briquettes by the gas circulation process, characterized in that depending on the water content of the briquettes or on changes in the gas generator state caused by it, e.g. B. the flow resistance, temporarily carbonic acid or carbonic acid-rich gases, z. B. Residual gas of the hydrocarbon synthesis from carbon oxide and hydrogen, are introduced into the circulating gas stream.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the carbonic acid-rich gases, optionally after heating, in the smoldering zone of the gas generator above the water gas resp. Synthesis gas withdrawal are initiated.

3. Gas generator to carry out the process according to claim 2, characterized by three superimposed rows of gas supply or discharge bridges, which are opposite to the bridges in the adjacent rows on gap are arranged.