DE972882C

DE972882C - Verfahren zum Vergasen feinkoerniger Brennstoffe

Info

Publication number: DE972882C
Application number: DEP56244A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Flesch; Otto Dr Pistorius
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1949-09-29
Filing date: 1949-09-29
Publication date: 1959-10-22

Description

Verfahren zum Vergasen feinkörniger Brennstoffe Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zum Vergasen feinkörniger Brennstoffeim Wechselbetrieb von Auf- und Abwärtsvergasung unter Aufbereitung des Brennstoffbettes durch Einblasen gasförmiger Mittel, die das Brennstoffbett in Schwebezustand versetzen, und bei dem die Aufwärtsgase eines Gaserzeugers in der Abwärtsperiode eines oder mehrerer anderer Gaserzeuger von oben her deren Kohlefüllung passieren. Dieses Verfahren ist demnach gebunden an das Vorhandensein mindestens zweier Gaserzeuger.
Im einzelnen wird bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent ein gasförmiges Mittel, insbesondere ein solches, welches an der Vergasung teilnimmt, wie z. B. Wasserdampf, oder unter Umständen auch ein inertes Gas, wie z. B. Stickstoff, mit solchem Druck (bis i atü und mehr) eingeblasen, daß das Brennstoffbett in Wirbelung gerät, die einzelnen Teile mehr oder weniger schweben und ein Aufbereitungs- oder Setzvorgang stattfindet, in dessen Verlauf die schweren Bestandteile, also vornehmlich die Schlacken, nach unten sinken und die leichteren Bestandteile sich im oberen Teil des Brennstoffbettes anreichern. Das Bett hat also nach dem pneumatischen Setzvorgang einen filterartigen Aufbau.
Infolge der periodischen Aufbereitung des Bettes wird dieses durch feinkörnige Brennstoffe nicht mehr zugesetzt. Andererseits werden dabei die feinkörnigen Bestandteile durch das Wirbeln nicht in einen Abzug geblasen; sie gelangen vielmehr auf den heißesten Teil des Brennstoffbettes des zweiten Gaserzeugers, so daß sie alsbald vergast werden und auch hier keine Verstopfung hervorrufen können. Auch bituminöse Bestandteile des Wirbelgases werden in dem heißen Brennstoffbett vergast, verkrackt und- in permanente Gase umgewandelt.
Die im Brennstoffbett abgesunkenen Schlacken befinden sich nach dem Setzvorgang in der kältesten Zone des Gaserzeugers und werden von oben her nicht mehr heißgeblasen, so daß auch kein Schmelzen oder Zusammenbacken dieser Schlacken stattfinden kann. Der Gaserzeugerrost erfährt nur noch verminderte thermische Beanspruchungen.
Beim Wirbeln wirkt der Überdruck des Wirbelgases dem Eindringen des Vergasungsmittels in den jeweils in Wirbelung befindlichen Gaserzeuger entgegen, so daß die einströmende Luft mit den Wirbelgasen nur in den zweiten, abwärts arbeitenden Gaserzeuger strömt.
Das Verfahren gestattet eine weitgehende Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse; mit ihm läßt sich feinkörniger Brennstoff sowohl zu Generatorgas oder zu Wassergas als auch zu Synthesegas verarbeiten. Will man Wassergas ohne Zuhilfenahme von Sauerstoff erzeugen, so werden die Heißblase- oder Generatorgase für sich aus dem Gaserzeuger abgeführt, wohingegen der bei der Wirbelperiode verwendete Dampf zu Wassergas umgesetzt wird. In diesem Falle wird die Wirbelperiode möglichst ausgedehnt, um eine große Wassergasmenge zu erzeugen.
Dieser Verlängerung der Wirbelperiode steht aber der Wärmebedarf eines solchen endothermen Prozesses entgegen, so daß insbesondere eine Wassergaserzeugung im Vergleich zur Heißblasegas- oder Generatorgaserzeugung nur gering sein kann. Die Erfindung richtet sich auf eine solche Abwandlung bzw. Anpassung des Verfahrens nach dem Hauptpatent, durch die die Wirbelperioden trotz endothermer Gaserzeugung insbesondere für die Herstellung von Wassergas beliebig verlängert und somit zur Haupterzeugungsperiode werden können.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die für endotherme Umsetzungen während des Aufwärtsgasens erforderliche Wärme durch Einführung von freien, Sauerstoff enthaltenden und/oder hoch vorerhitzten, gebundenen Sauerstoff enthaltenden Vergasungsmitteln vornehmlich oberhalb der Schlackenschicht des aufwärts gasenden Gaserzeugers aufzubringen.
Steht Sauerstoff zur Verfügung, so wird dieser bei der Wassergaserzeugung dem Wirbeldampf beigemischt. Je weniger Sauerstoff zugemischt wird, um so mehr ist man darauf angewiesen, nach dem jeweiligen Durchwirbeln eines Gaserzeugers erst beide Gaserzeuger im Abwärtsverfahren hochzuheizen. Dieser Periode soll aber nach dein Zweck der Erfindung möglichst kurz sein, wenn vorwiegend Wassergas gewonnen werden soll.
Man kann aber auch statt durch Einführen von freien Sauerstoff enthaltenden und/oder hoch vorerhitzten, gebundenen Sauerstoff enthaltenden Vergasungsmitteln oder in Verbindung mit einer solchen Einführung Wassergas herstellen, wenn man die für die endothermen Wassergasprozesse benötigte Wärme dem Gaserzeuger unmittelbar durch Heizflächen oder elektrische Heizung von außen zuführt. Die Ausbeute des Verfahrens wird größer, wenn man zumindest in der Abwärtsperiode mit hohen Drücken arbeitet, wie sie z. B. bei Dampfkesseln verwendet werden, also mit Drücken von 20, 30, selbst 5o atü. Das kann besonders in Verbindung mit Gaskraftmaschinen zweckmäßig sein.
Dabei kann es z. B. erforderlich werden, zwischen Heißblasen und Wirbeln eine Spülperiode einzulegen, in welcher Dampf in beide Gaserzeuger geleitet wird, um explosible Gemische zu vermeiden, ehe das Wirbeln beginnt. Eine andere Möglichkeit, dem Entstehen explosibler Gemische, insbesondere beim Fahren mit Sauerstoff, vorzubeugen, besteht darin, daß in den Verbindungskanal der Gaserzeuger, in den der Sauerstoff einströmt, dauernd eine kleine heiße Flamme einbrennt, wodurch auch beim zu kalten Fahren der Gaserzeuger Zündverzug vermieden wird.
Die Beschickung der Gaserzeuger geschieht am besten während des Wirbelns. Der Staub wird dann sofort in den Vergasungsprozeß einbezogen, er kann an keiner Stelle Verstopfungen od. dgl. hervorrufen, auch wird er nicht ausgeblasen. Will man Starkgas (Stadtgas) erzeugen, also ein Gas mit hohem Gehalt an Kohlenwasserstoffen, wie Methan u. dgl., so wird der Frischbrennstoff erst in der zweiten Hälfte der Wirbelperiode in den Gaserzeuger eingeführt. Allgemein kann der feste Brennstoff auch durch flüssige oder gasförmige Brennstoffe in mehr oder weniger großem Umfang ersetzt werden.
Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird noch erhöht, wenn man nicht nur Feinstkohlen benutzt, sondern eine Mischung von Feinkörnern und gröberen Beimengungen. Das Brennstoffbett kann dann eine größere Höhe erhalten und damit eine größere Wärmekapazität. Dadurch' wieder ergibt sich die Möglichkeit, die Produktivperioden zu verlängern und somit auch die Leistung der Gaserzeuger zu erhöhen.
Will man zwecks Verlängerung der Aufwärtsperioden mit möglichst hohen Temperaturen fahren und führt man daher erfindungsgemäß beim Wirbeln entweder überhitzten Dampf oder Luft oder Sauerstoff in das Brennstoffbett ein, so muß in diesem Falle zumindest der größere Teil des hocherhitzten oder stark wärmeerzeugenden Gases oder dampfförmigen Mittels oberhalb der auf dem Rost lagernden Schlackenschicht eingeblasen werden, so daß die immerhin noch Kohlebestandteile enthaltenden Schlacken nicht mit erhitzt werden und daher auch nicht zusammenpacken können.
Die Verwendung von solchen Vergasungsmitteln in der Aufwärtsperiode, welche freien Sauerstoff enthalten und/oder hoch überhitzt sind, ist von besonders großer Bedeutung bei Vergasung teerhaltiger Brennstoffe. Der Teergehalt der in der Aufwärtsperiode in den Gaserzeuger eingebrachten Frischkohle muß in dieser Periode vollständig ausgeschwelt werden, das er sonst in der nachfolgenden Abwärtsperiode frei wird und dann den Rost zusetzt und das Aufwärtsgas verunreinigt. Zur vollständigen Ausschwelung der Frischkohle in der Aufwärtsperiode reicht die fühlbare Wärme der Kohlenfüllung oft nicht aus. Kommen zudem in der Aufwärtsperiode nur Vergasungsmittel mit gebundenem Sauerstoff, wie Dampf oder Kohlensäure, zur Anwendung, so wird auch noch ein Teil der fühlbaren Wärme des Brennstoffbettes für das Aufheizen bzw. die Spaltung dieser Vergasungsmittel verbraucht. Beim völligen oder teilweisen Ersatz dieser Vergasungsmittel durch solche, die freien Sauerstoff enthalten, wird der vorwiegend endotherme Prozeß zu einem vorwiegend exothermen Prozeß. Die Kohlenfüllung der Aufwärtsperiode kann dadurch genügend lang auf einer genügend hohen Temperatur gehalten werden, um die Frischkohle völlig auszuschwelen und die Schwelprodukte weitgehend zu spalten. Die hohe Temperatur der Kohlenfüllung begünstigt ferner das Separieren der Aschen und Schlacken bei einem erheblich geringeren Aufwand von Bewegungsmitteln.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zum Vergasen feinkörniger Brennstoffe im Wechselbetrieb von Auf- und Abwärtsvergasung unter Aufbereitung des Brennstoffbettes durch Einblasen gasförmiger Mittel, welche das Brennstoffbett in Schwebezustand versetzt, bei dem die Aufwärtsgase eines Gaserzeugers in der Abwärtsperiode eines oder mehrerer anderer Gaserzeuger von oben her deren Kohlefüllung passieren, nach Patent 829 483, insbesondere zur Wassergaserzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß die für endotherme Umsetzungen während des Aufwärtsgasens erforderliche Wärme durch Einführung von freien Sauerstoff enthaltenden und/oder hoch vorerhitzten, gebundenen Sauerstoff enthaltenden Vergasungsmitteln vornehmlich oberhalb der Schlackenschicht des aufwärts gasenden Gaserzeugers aufgebracht wird.
2. Verfahren insbesondere nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Vergasungsprozeß benötigte Wärmemenge ganz oder teilweise durch direkte Zufuhr von außen, z. B. durch elektrische Heizung, eingebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 541 686, 567 375, 569 211, 571 r68. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 829 483, 835 492, 842 g23.