DE919004C

DE919004C - Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen koerniger Brennstoffe

Info

Publication number: DE919004C
Application number: DEB17533A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Flesch
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1951-11-10
Filing date: 1951-11-10
Publication date: 1954-10-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen körniger Brennstoffe Es ist bekannt, körnige, insbesondere feinkörnige Brennstoffe nach dem sogenanmten Winklerverfahren zu vergasen, das darin besteht, daß die Brennstoffe unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck von den aufwärts strömenden Vergasungsmitteln in einer Schicht in wirbelnder Bewegung gehalten. werden. Diese Vergasung in wirbelnder Bewegung findet im allgemeinen in Schachtöfen statt, die :entweder einen Schlitzrost oder ein konisches Unterteil haben. Im Falle der Verwendung eiaves Schlitzrostes wird das Gemisch der Vergasungsmittel zum Teil unter dem Rost und zum Teil durch Düsen seitlich über dem Rost in den Gaserzeuger eingeblasen. Bei Verwendung eines Gaserzeugers ,mit konischem Unterteil wird das gesamte Vergasungsmittelgemisch durch Düsen in verschiedenen Höhen in das Brennstoffbett eingeführt. Bei der bisherigen Verfahrensweise muß streng darauf geachtet werden, daß an keiner Stelle dies Gaserzeugers die Sinterungs- bzw. Schmelztemperatur dies Vergasungsrückstandes erreicht wird. So entstehen z. B. beim Erreichen der Schmelztemperatur der Asche im unteren Teil des Gaserzeugers Verschlackungen am Rührery sofern ein solcher vorhanden ist, oder am Sch1,ackenausfallrohr, die zur Außerbetriebsetrumg des Gaserzeugers führen. Aber auch @schon . unterhalb der Aschenschmelztempieratur können solche Versclrla@ckungen am Rost entstehen, nämlich dann, wenn vorübergehend das Brennstoffbett schlecht bewegt wirdoder der zu vergasende Brennstoff gröbere Körnungen enthält, die auf den Rost absinken und dort vom exothermen Vergasungsmittel angeblasen werden.
Es wurde nur gefunden, daß man bei der Vergasung mit bewegtem Brennstoffbett.,AieSe Schwierigkeiten. beheben kann und die bisher üblichen Vergasungstemperaturen im Brennstoffbett ohne Nachteile wesentlich überschreiben kann, wenn die endothennen Vergasungsmittel in den untersten Teil der Brennstoffschicht und die exothermen in einem Abstand darüber in die Brennstoffüllung eingeführt werden. Man arbeitet dabei derart, da.ß man die endofhermen Vergasungsmittel entweder unter dem Rost oder bei Verwendung eines konischen. Gaserzeugerunt@erteils in den untersten Teil der Schicht, z. B. durch Düsen, einführt, während man die exothermen Vergasungsmittel in ,einem Abstand von etwa ¢oo mm oder mehr über der Zufuhr der end@othermen Vergasungsmittel bzw. über dem Rost, sofern ein solcher verwendet wird, einleitet. Diese Maßnahme bat zur Folge, -daß in dem mittleren und oberen Teil des Brennstoffbettes auch bei Temperaturen über dem Sinterungspunkt der Brennstoffasche gearbeitet werden. kann, wobei die absinkenden flüssigen Aschen beim Durchfließen der untersten Brennstoffschieht von den endothermen Vergasungsmitteln abgekühlt werden, bevor sieden Rost erreichen und dort zu größeren ScMacken zusammenbacken. Diese Maßnahme ermöglicht nicht nur ein wirtschaftlicheres Vergasen, sondern auch die Vergasung bisher wegen ihres zu tiefen Aschenschmelzpwnktes nicht verg:asbarer Brennstoffe.
Weiterhin. kann bei Anwendung der beschriebenen Maßnahmen auch der bei dien Verfahren notwendigerwelse anfallende hohe Anteil von Flugstaub restlos vergast werden. Dies geschieht in der Weise, daß der mit dem erzeugten Gas aus dem Gaserzeuger austretende Flugstaub, der hinter dem Gaserzeuger, z. B. in. Ab,scheidern, trocken anfällt, in eine Fördervorrichtung gelangt, :durch die er, zweckmäßig mittels Sauerstoffs oder Sauerstoff @enthaltender Gase, in das bewegte Brennstoffbett eingeblasen wird. Neben dem Flugstaub können noch andere, feinverteilte feste oder flüssige Brennstoffe, z. B. Schweröle, ölrückstände od. dgl., Moder gasförmige Kohlenwasserstoffeoder solche enthaltende Gase in das Brennstoffbett eingeblasen werden; dies gilt insbesondere auch dann, wenn es sich um die Herstellung von Synthesegasen handelt. Auf dem Förderwege kann der Brennstoff hierbei zweitgehend vergast oder verbrannt werden. Das heitre Gemisch von. Gasen bei dieser Vergasung -oder Verbrennung anfallender flüssiger Asche und gegebenenfalls nicht vergasten Brennstoffen wird sodann in den Gaserzeuger geschleudert. Um zu vermeiden; daß beim Einschleudern Ansätze an den Gaserzeugerwänden entstehen und Zusammenballungen der flüssigen Asche verursacht werden, ist es zweckmäßig, diesen Brennstoff oder seine Vergasungs-oder Verbrennungsprodukte in die Brennstoffzone zwischen den Einführungsstellen der @endothermen Vergasungsmittel und denjenigen der exothermen Vergasungsmittel einzuführen; an dieser Stelle oder in deren Nähe wird die flüssige Asche beim Zusammentreffen mit den endotherm@en Vergasungsmitteln wieder fest und dadurch unschädlich. Man kann auf diese Weise nicht nur den aus dem erzeugten das abgeschiedenen Flugstaub vergasen, sondern auch andere, feste und flüssige Brennstoffe der erwähnten Art. Die Ausbildung der Fördervorrichtung für diesen zusätzlichen Brennstoff bzw, dessen Vergasungs- oder Verbrennungsprodukte geschieht zwe.pkmäßäg in der Weise, daß in ein wassergekühltes Rohr, das innen eine Ausmaweruing von feuerfesten Steinen hat und bei großen Gaserzeugern z. B. etwa 2oomm in dein Vergaserraum hineinragt, der Brennstoff am hinteren Ende in das Förderrohr . einfällt, wo,er sofort mit in dieses Rohr eingeblasenem Sauerstoff innigst in Berührung kommt und reagiert und bis zu seinem Eintritt in den Vergaserraum zum Teil oder ganz vergast bzw. verbrennt. Dd!e Länge dieses düsenartigen Rohres richtet sich zweckmäßig nach der Reaktionsfähigkeitdes zu vergasenden Flugstaubes. Im allgemeinen ist eine Länge von etwa 2 m ausreichend. Sind der Flugstaub und der etwa sonst noch zu verwendende Brennstoff reaküonsträgeoder grob im Korn, so kann es sich empfehlen, für die Vergasung bzw. Verbrennung anstatt einer einfachen Düse sich einer sogenan!nten Wix`belschmelzkammer zu bedienen. Dies ist evne seitlich am Gaserzeuger angebrachte Varkammer, in welche der feinkörnige oderflüssige Brennstoff zusammen mit Sauerstoff tangential eingeführt wird, wobei der Brennstoff unter Rotation vergast oder verbrennt, und aus der die Reaktionsprodukte aus deiner zentral angeordneten öffrnung unmittelbar in die Brennstoffschicht des Gaserzeugers gelangen. Die dabei gebildete Asche kommt zum Schmelzen und kann am Boden der Vorkammer abgezogen werden oder gelangt in den Gaserzeuger, wo sie Inder unteren kühleren Brennstoffschichterstarrt.
Im allgemeinten genügt es zur vollständigen Vergasung des Brennstoffs, daß das bewegte Brennstoffbett Temperaturen besitzt, die nur wenig über dem Aschesinterungspunkt liegen. Man kann aber auch bei wesentlich höheren Temperaturen, arbeiten, wenn der Gaserzeuger und der Gasabgang teilweise oder ganz mit ,gekühlten Innenflächen ausgestattet sind. Im letzteren Falle kann die Verweilzeit des Brennstoffs im Gaserzeuger sehr gering sein, so daß dieser mit sehr hoher Leistung betrieben werden kann.
Um Verschladkungen im Gasabzug zu verhindern, kann aber auch in den Gaserzeugerkopf Kühlgas, z. B. das erzeugte Gas selbst, eingeblasen werden.
Dadurch, d;aß erfindungsgemäß der Flugstaub dem Vergasungsprozeß nicht verlorengeht, kann ohne Rücksicht auf das Mitreißen von Brennstoff durch die abziehenden Gase der Vergasungsraum (Gaserzeugerhöhe) bis etwa auf die Hälfte der bisher üblichen Bauhöhe von Wiriklergaserzeugern verkürzt werden, was wesentliche Ersparnisse in bezug auf die Baukosten zur Folge hat. Eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des geschilderten Vergasungsverfahrens ergibt sich ferner dann, wenn die fühlbameWäiirn:e des erzeugten Gases dazu verwendet wird, die Vergasungsmittel und gegebenenfalls die Brennstoffe vorzuwärmen, beispielsweise den zur Vergasung dienenden Dampf, zweckmäßig in Wärmeaustausehern, hoch zu erhitzen. Beispiel In ,der Zeichnung ist das Verfahren näher erläutert.
A, ist ein Winklergasexzeuger, in, den aus denn Bunker B der Frischbrennstoff laufend eingefördert wird, und zwar, wenn bituminöse Brennstoffe vergast werden, unten bei I, sonst oben bei I(. In das Brennstoffbett treten durch den Rost C die bei L eingeführten endothermen und bei D etwa 6oo mm über dem Rost die ex@athermen Vergasungsmittel. In die verhältnismäßig kühle Zone zwischen C und D treten bei E die Vergasungs- bzw. Verbrennungsprodukte des Flugstaubes, der irn Zyklon F aus dem erzeugten Gas abgeschieden wurde. In die DüseG tritt bei H der Sauerstoff und bei M der feinverteilte, aus dem Zyklon F kommende Flugstaub ein; von N her wird feinkörniger Frischbrennstoff zugeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Vergasen körniger, insbesondere feinkörniger Brennstoffe unter gewöhnlichem ,oder erhöhtern Druck in einem Schachtofen, bei dein die zu vergasenden Brennstoffe durch die aufwärts strömenden Vergasungsmittel in ,einer Schicht in wirbelnder Bewegung gehalten werden, -dadurch gekennzeichnet, daß die endothermen Vergasungsmittel in den untersten Teil der Brennstoffschicht und die :exothermen Vergasungsmdttel in einem Abstand darüber in die Brennstoffüllung eingeführt werden.
2. Verfahren, nach Anspruch i, dadurch gekennzeicInet, daß bei Gaserzeugern mit Rost die endothennen Vergasungsmittel unterhalb des Rostes und die exothermen oberhalb, zweckmäßig in einem Abstand von mindestens etwa 400 mm vorn Rast, eingeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Gaserzeugers aus den abziehenden Gasen abgeschiedene Flugstaub wieder in das bewegte Brennstoffbett, zweckmäßig mittels Sauerstoffs oder Sauerstoff enthaltender Gase, eingeblasen wird. q..
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Flugstaub noch andere, feinverteilte feste oder flüssige Brennstoffe oder gasförmige Kohlenwasserstoffe oder solche enthaltende Gase in das Brennstofffett eingeblasen werden.
5. Verfahren. nach Anspruch 3 oder ¢, dadurch kennmichnet, daß der Flugstaub und gegebenenfalls die anderen, zusätzlichen Brennstoffe vor der Einführung ganz oder teilweise vergast oder verbrannt werden.
6. Verfahren nach einem der Artsprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Flugstaubes und gegebenenfalls der andern, zusätzlichen Brennstoffe bzw. deren Verbrennungsprodukte in die Zone der Brennstoffschicht eingeführt wird, dile zwischen den Einführungsstellen der exothermen Vergasungsmittel einerseits und der endothermen Vergasungsmittel andererseits liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärme des erzeugten Nutzgases mm Vorwärmen der Vergasungsn-tittel und gegebenenfalls der Brennstoffe verwendet wird.. B.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahnerus nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine als Düse mit wassergekühlten Manuel ausgebildete und innen feuerfest ausgemauerte Einbilasevorrichtung für den Flugstaub und gegebenenfalls die anderen, zusätzlichen Brennstoffe oder deren Verbrennungsprodukte.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine als Wirbelschmelzkammer ausgebildete Einblasevorrichtung für den Flugstaub sind gegebenenfalls die anderen, zusätzlichen Brennstoffe. i o. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 7 oder nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugennnenwand, insbesondere in Zonen mit über dem Ascheschmelzpunkt liegenden Temperaturen, und gegebenenfalls der Gasabgang gekühlt sind.