DE972041C - Verfahren zur Entgasung von feinkoerniger Kohle - Google Patents

Description

• Verfahren zur Entgasung von feinkömiger Kohle Es ist bekannt, zerkleinerte Kohle in einem Gasstrom zu entgasen und dabei neben einem feinkörnigen Koks, der in Kesselfeuerungen verbrannt werden kann, ein Entgasungsgas zu gewinnen. Wird dabei die Kohle in einem von außen aufgeheizten System entgast, erhält man zwar ein heizwertreiches Entgasungsgas, muß aber dabei in Kauf nehmen, daß die Kohle wegen des schlechten Wärmeuberganges nur langsam aufgeheizt und entgast wird. Die Durchsatzleistung einer solchen Entgasungsanlage ist daher nachteilig klein. Außerdem wird die plastische Zone der Kohle so langsam durchschritten, daß die Kohle an den Rohrwandungen haftenbleibt und Ansätze bildet. Verstopfungen der Entgasungsapparatur treten daher ein. Zur Vermeidung insbesondere der letzten Nachteile hat man vorgeschlagen, bei der Entgasung der Kohle eine Innenbeheizung derart durchzuführen, daß ein Gas, zumeist ein Teil des Produktionsgases, mit Luftunterschuß in die Entgasungskammer eingebrannt und die Entgasung der Kohle mit diesem heißen Gas durchgeführt wird. Bei einer solchen Art der Prozeßfühniig wird der Heizwert der Produktionsgase durch mit der Verbren- nungsluft notwendig eingeführtem Stickstoff heruntergesetzt, der sich beim Wälzverfahren anreichert. Die notwendige Verbrennungsluftmenge wird durch den Wärmebedarf in der Entgasungsapparatur bestimmt, der neben der Entgasungsarbeit und den Wärmeverlusten der Apparatur in der Hauptsache von derjenigen Wärmemenge abhängt, die zur Aufheizung der Kohle notwendig ist.
• Es wird als außerordentlich nachteilig empfunden, daß dieser Wärmebedarf aus teurem Produktionsgas oder anderen teuren Gasen gedeckt werden muß. Darüber hinaus tritt neben dieser Heizwertherabsetzung durch Verdünnung mit Stickstoff noch eine weitere Verschlechterung des Heizwertes durch den Zerfall von Kohlenwasserstoffen, wie Methan, ein. Außerdem lagert sich bei der Verbrennung mit Luftunterschuß der vorhar dene Sauerstoff in der Hauptsache an das Methan und die höheren Kohlenwasserstoffe des Verbrennungsgases, vorwte gend unter Bildung von CO und H an. Das Methan zerfällt bei den hohen Temperaturen sehr schnell.
• Durch das Zusammenwirken einmal der Verdünnung durch den Stickstoff und zum andern durch den Zerfall der Kohlenwasserstoffe wird der Heizwert des Produktionsgases so herabgesetzt, daß in den meisten Fällen bisher zumindest kein Produktionsgas erzeugt werden konnte, dessen H,ejzwert den Vorschriften eines Stadtgases entsprach.
• Bei der Entgasung von Kohle ist auch die Verwendung von Produktionsgas als Wälzgas bekannt, letzteres insbesondere bei Entgasungsproblemen ganz anderer Art, als sie bei der Entgasung von feinkörniger Kohle in der Schwe-e e auftreten, nämlich bei der Entgasung von Stückkohle im Schwelschacht. Ferner ist vorgeschlagen worden, bei einem Verfahren zur Entgasung feinkörniger Kohle mittels Innenbeheizung desselben die Innenbeheizung durch Umwälzung von Produktionsgas vorzunehmen. Um hierbei Ansätze von Kohle im Entgasungsschatht zu verhindern, hat man zugleich vorgeschlagen, die zu entgasende Kohle in einer besonderen Verfahrensstufe vorzubehandeIn und zu altern, um ihre Backfäzhigkeit herabzusetzen. Nichtsdestoweniger gelingt es nicht, die Ansätze zu vermeiden. Letzteres gilt auch dann, wenn die Maßnahmen zur Alterung der Kohle mit dem Mahlprozeß verbunden werden.
• Die Erfindung hat sich unter anderem die Aufgabe gestellt, bei Entgasung von feinkörniger Kohle mit Innenbeheizung unter gleichzeitiger Verminderung des Bedarfs an Beheizungsgas den Heizwert des Produktionsgases zu erhöhen.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entgasung von feinkörniger oder staubförmiger Kohle in der Schwebe durch Innenheizung mit Umwälzung von Produktionsgas im Gleichstrom und besteht darin, daß außerhalb des Entgasungsraumes durch Verbrennung von Teer oder irgendwelchen Kohlenwasserstoffen ein Heizgas gebildet und zusammen mit Produktionsgas als Trägergas für die zu entgasende Kohle im Entgasungsraum benutzt sowie nach der Entgasung im Entgasungsraum ein Wärmeabzug vorgenommen wird. Letzteres kann auch durch Wärmeentzug mittels Entgasung bewirkt werden. Zur Kühlung des Gaskoksgemisches können im Entgasungsraum Kühlzonen gebildet werden. Zweckmäßig kann der Entgasungsraum rekuperativ durch die für die Verbrennung des Brennstoffes, vorzugsweise von Teer, Luftmenge gekühlt werden.
• Eine besondere Erfindung wird darin gesehen, auch die zu entgasende Kohle vor Eintritt in den Entgasungsraum bis nahe an den Entweichungspunkt vorzuwärmen. Die Vor värmungstemperatur kann bei etwa 350 und 4000 C liegen und ist ohne Verlust an Produktionsgas durchführbar, da die Vorentgasung bei diesen Temperaturen erst schwach eintritt und die Hauptentgasung der Kohle im Anschluß an deren plastische Zone beginnt. Die Aufheizung der Kohle vor dem Eintritt in den Entgasungsraum kann z. B. durch Rauchgase einer Kesselanlage im Rauchgasstrom oder durch Wärmeaustauscher oder in einem Schw,ebrebett erfolgen.
• Die Verbrennungsluft für die Verbrennung der Teere oder der anderen Kohlenwasserstoffe, die zur Herstellung der erfindungsgemäß benötigten Verbrennungsgase dienen, und die Umwälzung des Produktionsgases können in rekuperativen oder regenerativen Wärmeaustauschern durch die fühlbare Wärme der aus dem Entgaser abzenden Produktionsgase vorgeheizt werden.
• Zur Herstellung der erfindungsgemäß in den Entgasungsraum eingeführten Verbrennungsgase empfiehlt die Erfindung, die Produktionsgase in an sich bekannter Weise von Teer zu befreien und diesen Teer der Verbrennung zuzuführen. Der Teer oder andere Brennstoffe werden vorteilhaft vorgewärmt und mit vorgewärmter Luft so verbrannt, daß neben Wasserstoff und Methan im wesentlichen Wasser und Kohlenoxid entsteht, d. h., daß die Verbrennung des Teers oder der sonstigen Kohlenwasserstoffe zweckmäßigenveise mit Luftunterschuß erfolgt.
• Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß an Stelle teurer Produktionsgase oder sonstiger teurer Gase der Wärmebedarf des Entgasungsraumes mit billigeren Brennstoffen. z. B. durch den bei der Produktion anfallenden Teer, gedeckt werden kann. Weitere Vorteile sind darin zu selben, daß bei Verwendung von Produktionsgas als Trägergas zugleich die Rußbildung unterdrückt und für die Entgasung vorteilhafte thermodynamische Bedingungen erzeugt werden.
• Von wesentlicher Bedeutung ist der weitere Vorteil, daß bei der Entgasung entstehende Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, im Produktionsgas als hochwertige Anteile bestehenbleiben, weil die Crackung der Kohlenwasserstoffe in dem als Trägergas verwendeten Produktionsgas vermieden wird, eine Verbrennung des Pro duktionsgas es nicht stattfindet und die Aufenthaltszeit des mit den heißen Verbrennungsgasen gemischten Produktionsgases in der heißen Wirbfelentgasungszone nicht ausreicht, um Kohlenwasserstoffe anzugreifen und umzuformen. Auf diese Weise bleiben die KohlTenwasser- stoffe im Produktionsgas enthalten, zumal unerwünschte Reaktionen durch die Maßnahme der Kühlung von Kammerzonen unterdrückt werden können. Das Gaskoksgemisch wird z. B. in kurzer Zeit auf 7000 C und tiefer abgekühlt und dadurch ein Zerfall von wertvollen Kohlenwasserstoffen vermiedeii. Zusammenfassend wird gegenüber dem Stand der Technik verhindert, daß Sauerstoff mit Produktionsgas eine Verbrennung des letzteren bewirkt; ferner wird erreicht, daß als Trägergas benötigtes umgewälztes Produktionsgas die Vergasungszone in so kurzer Zeit durchläuft, daß kein wesentlicher Zerfall von Kohlenwasserstoffen auftritt. Außerdem werden billige Brennstoffe, wie Teer oder andere Kohlenwasserstoffe, zur Erzeugung von Heizgas zur Entgasung verwertet, z. B.
• Rückstände von Erdöldestillationen od. dgl., die für andere Zwecke nur schwierig verwendbar sind; der Erfolg besteht darin, daß ein Starkgas, z. B.'Stadt gas, durch entgasung erzeugt wird.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.
• Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zur Durchführung des erfindutngsgemäßen Verfahrens.
• Die Kohle gelangt von dem Bunker I durch die Mühle 2 in den Vorwärmer 3 und wird dort bis nahe an den Erweichungspunkt vorgewärmt und anschlie ßend mittels eines Trägergases unter Ausbildung eine freien Strahles in den Entgasungsraum 4 eingeleitet. Im Entgasungsraum findet die Entgasung der Kohle statt. Das Produktionsgas wird dann in dem Abscheider 5 in bekannter Weise, von dem feinkörnigen Koks getrennt, der sofort heiß in eine Kesselfeuerung e ngeblasen werden kann. Das Pro duktionsgas selbst wird in dem Wärmeaustaus,eher 6 so weit abgekühlt, daß die BetrlebstempCeratur des Umwälzgases für den Ventilator g im Bereich preiswerter Baustoffe liegt, d. h., hochwarmfeste Stähle sind nicht erforderlich. Das verwertbare Produktionsgas wird in dem Feinabscheider 7 von noch vorhandenem Koks und in der Gasreinigungsanlage 8 von den Teeren und sonstigen Fremdstoffen gereinigt. Die Deckung des Wärmebedarfs selbst wird durch die Verbrennung der in der Gasreinigungsanlage 8 anfallenden Leere vorgenommen, die in einem Wärmeaustauscher 10 vorgewärmt werden.
• Die notwendige verdichtete Verbrennungsluft wird in einem Wärmeaustauscher ii in dem Kühlmantel des Entgasungsraumes 12 vorgewärmt und in dem Brenner I3 mit dem vorgewärmten Teer verbrannt.
• Die slo erhaltenen Verbrennungsgase werden zu sammen mit dem im Vorwärmer 6 wieder aufgeheizten Umwälzgas tangential zur Ausbildung des Wirbels um den freien Strahl in den Entgasungsraum 4 zur Entgasung der Kohle eingegeben.
• PATENTANSPR0CHE: r. Verfahren zur Entgasung von feinkörniger oder staubförmiger Kohle in der Schwebe durch Innenheizung mit Umwälzung von Produktionsgas im Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Entgasungsraumes durch Verbrennung von Teer oder irgendwelchen Kohlenwasserstoffen ein Heizgas gebildet und zusammen mit Produktionsgas als Trägergas für die zu entgasende Kohle im Entgasungsraum benutzt sowie nach der Entgasung im Entgasungsraum ein Wärmeabzug vorgenommen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entgasende Kohle vor Eintritt in den Entgasungsraum bis nahe an den Erweichungspunkt, also auf etwa 350 bis 400° C, vorgewärmt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Entgasung ein Wärmeentzug aus dem Entgasungsgemisch durch Kühlung von Kammerwänden oder rekuperativ durch die für die Herstellung -der Heizgase benötigte Verbrennungsluft stattfindet.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung von Heizgas verwendeten Brennstoffe, wie Teer oder andere Kohlenwasserstoffe, vorgewärmt und mit vorgewärmter -Luft im Unterschuß zur Bildung von Wasser und Kohlenoxyd neben Wasserstoff und Methan verbrannt werden.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Produktionsgas in bekannter Weise von Teer befreit und der gewonnene Teer zur Herstellung von Heizgas verbrannt wird.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Produktionsgas in dem Wärmeaustauscher (6) so weit abgekühlt wird, daß die Betriebstemperatur des Umwälzgases in bezug auf den Ventilator (g) im Bereiclr preiswerter Baustoffe liegen.

   7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskühler gleichzeitig zur Aufwärmung von Luft, Umwälzgas, Teer- oder Speisewasser des Kessels dienen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. I 365-I28; deutsche Patentschriften Nr. 574996, 469 I68, 508648,5II 792,5I8922; »Chemische lechnologie«, Wi n n acker - Wein -gaertner, 3. Band (1952), S. I88.