DE974873C

DE974873C - Anlage zur Vergasung von staubfoermigen Brennstoffen

Info

Publication number: DE974873C
Application number: DED6272A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Terbeck
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1950-09-29
Filing date: 1950-09-29
Publication date: 1961-05-18

Description

Anlage zur Vergasung von staubförmigen Brennstoffen Es ist bekannt, staubförmige Brennstoffe in Anlagen zu entgasen, die in bezug auf den Vergasungsvorgang eine doppelte Funktion erfüllen, indem in ihnen in erster Stufe das Vergasungsgut entgast und dabei weitgehend von Wasserstoff befreit wird und in einer zweiten Stufe mit einem Vergasungsmittel (z. B. Sauerstoff) in Berührung kommt. Erfolgt die Vorentgasung nicht und tritt der zur Vergasung herangezogene Sauerstoff auch in Reaktion mit Wasserstoff, so bildet sich in einer Zwischenreaktion und im Zwischenverlauf des Vergasungsvorganges Wasserdampf, der zwar als Vergasungsmittel nutzbar wird, um dessen Menge sich aber die Menge an Wasserdampf verringert, welche im anderen Falle in ganzer Menge als wenig kostspieliger Wasserdampf der Vergasungsanlage von außen billiger zugeführt werden kann.
Bei einer bekannten Anlage zur Vergasung von staubförmigen Brennstoffen mit zweistufigen Vergasungsvorgang wird die zu vergasende kohle gemahlen und mittels Entgasungsgas als Traggas in eine nach Art einer `'Wirbelschicht betriebenen Kammer eingeführt und dort mit den festen Rückständen der nachfolgenden Vergasung des Entgasungsrückstandes in Berührung gebracht und dadurch, also unter Ausnutzung von Abwärme der Vergasung, entgast. Die gasförmigen Entgasungsprodukte werden zu einem Teil in die Nutzleitung geleitet, zu einem weiteren Teil als Traggas für die frische hohle rückgeführt und der Rest als Wirbelgas in der Entgasungskammer benutzt. Die Vergasungskammer arbeitet mit einem -Wirbelbett nach Art eines sogenannten Winkler-Generators. Das hierbei gebildete Vergasungsgas wird von den mitgerissenen festen Bestandteilen in einem Abscheider getrennt und über einen Abhitzekessel in die Nutzgasleitung abgelassen. Das Vergasungsgut kommt bei diesem bekannten Verfahren erst mit dem Vergasungsmittel Sauerstoff in Berührung, wenn es im Zuge des Vergasungsvorganges entgast und dabei weitgehend von Wasserstoff befreit ist. Nachteilig ist bei dem bekannten Verfahren vor allen Dingen die Verwendung des Wirbelbettes, bei dem Schwierigkeiten eintreten, wenn das feinkörnige Gut besonders schwer ist und z. B. aus Magerkohle besteht. Außerdem tritt häufig Rußbildung ein. Ferner sind nach dem bekannten Stand der Technik die einzelnen Verfahrensschritte nicht so voneinander trennbar, daß die einzelnen thermodynamischen Prozesse unter idealen Bedingungen ablaufen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine eindeutige Trennung von Abgasurig und Vergasung durchzuführen, wobei die Möglichkeit bestehen soll, beide Vorgänge unter thermodynamisch günstigen Bedingungen durchzuführen. Außerdem soll auch bei hohem Gehalt der zu vergasenden Brennstoffe an Kohlenwasserstoffen jedeRußbildung vermieden werden.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Vergasung feinkörniger oder staubkörniger Brennstoffe, vorzugsweise feinkörniger Kohle, in der Schwebe durch Wasserdampf und Sauerstoff (Luft), bei der das Vergasungsgut mit dem Sauerstoff erst in Berührung kommt, nachdem es im Zuge der Vergasung entgast und dabei weitgehend von Wasserstoff befreit ist. Die Erfindung besteht darin, in einer Wirbelbrennerfeuerung den entgasten Brennstoff mit den Vergasungsmitteln umzusetzen, aus der Wirbelbrennerfeuerung die Asche in einem Aschentrichter abzuscheiden und an die Brennkammer der Wirbelbrennerfeuerung eine von dem in der Wirbelbrennerfeuerung gebildeten Gasgemisch durchströmte Entgasungskammer unmittelbar anzuschließen, an deren Eintrittsende der frische Brennstoff eingeführt und teilweise vergast wird, sowie außerdem an das Austrittsende der Entgasungskammer einen Abscheider anzuschließen, in dem das Nutzgas von Koks getrennt wird. Vom Festgutauslaß des Abscheiders führen dabei zum Wirbelbrenner und zum Eintrittsende der Entgasungskammer Verbindungsleitungen. Außerdem empfiehlt die Erfindung, den Aschentrichter im tiefsten Punkt der Brennkammer des Wirbelbrenners anzuordnen, wodurch ein sicherer Aschenabzug gewährleistet wird. Es kann jede bekannte Kohlenstaub-Wirbelbrennerfeuerung zur Anwendung kommen.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen neben der eindeutigen Trennung der Entgasung und der Vergasung sowie der Möglichkeit, die thermodynamischen Prozesse unter idealen Bedingurigen zu führen, vor allem darin, daß durch die Ausnutzung der fühlbaren Wärme eines in der Wirbelbrennerfeuerung erzeugten Gasgemisches zur Entgasung der frischen Kohle (unter Vermeidung einer Umsetzung des bei der Entgasung frei werdenden Wasserstoffes mit Sauerstoff) eine Ersparnis an Sauerstoff eintritt. Durch die Verwendung einer Wirbelfeuerung wird eine einfache und verlustfreie Aschenabsonderung gewährleistet und durch die Rückführung von gegebenenfalls nicht völlig entgastem Koks in die Entgasungskammer eine weitgehende Entgasung der Kohle erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.
Der Frischkohlenstaub wird durch die Leitung 1 einem Bunker 2 und durch die regelbare Abflußleitung 3 in eurer Kammer 4. einem Heißgasstrom aufgegeben, der aus einem Wirbelbrenner 5 mit Brennkammer 6 kommt. Die Wärme des Gasstroms entgast den Brennstaub auf dem Wege durch die Kammer 4. Der Gasstrom trägt den entgasten Brennstoff in den Staubabscheider 8, von wo aus er zu einem Teil durch die Umlaufleitung 9 im Kreislauf wieder zum Bunker 2 und zum anderen Teil durch die Leitung io zum Bunker ii und durch dessen Abflußleitung 12 dem Wirbelbrenner 5 zur Verbrennung zugeführt wird. Die Vergasungsmittel, Sauerstoff und Wasserdampf werden der Brennkammer 6 zugeführt. Die Asche wird durch den Aschentrichter 7 je nach den angewendeten Temperaturen flüssig oder trocken abgezogen. Das gewonnene Gas verläßt durch die Leitung 13 den Abscheider B.
Der frische Brennstoff wird also der Anlage an einer Stelle zugeführt, an der er auf einen aus der mit der Entgasungskainmer 4 eine Einheit bildenden Kohlenstaubfeuerung 5, 6 stammenden, hochheißen, praktisch sauerstofffreien und mit Wasser gemischten Verbrennungsgasstrom trifft. Indem das frische Vergasungsgut von diesem Verbrennungsgasstrom aufgenommen und eine genügend weite Strecke mitgenommen wird, vollzieht sich eine Entgasung und eine partielle Vergasung des Vergasungsgutes. Beide Vorgänge führen zu Wasserstoff, ohne daß dabei wesentliche Mengen des Wasserstoffes zu Wasserdampf umgesetzt werden, weil der Reaktionsraum 4. nahezu sauerstofffrei ist. Weiterhin hat der im System mitwirkende Sauerstoff, dessen Einwirkung, wie beschrieben wurde, auf den disponiblen Wasserstoff der Frischkohle also verhindert wird, an seiner Wirkungsstelle in der Kohlenstaubfeuerung 5, 6 ebenfalls keine Gelegenheit, sich zu Wasserdampf umzusetzen, weil ihm an dieser Wirkungsstelle infolge einer ebenfalls schon beschriebenen Maßnahme nur entgaster, d. h. wasserstofffreier Brennstoff dargeboten wird. Von der im Vergaser .4, 5, 6 zunächst übrigbleibenden Brennstoffmenge wird aus dem Abscheider 8 soviel wie notwendig durch die Leitung io Kohlenstaubfeuerung 5, 6 zugeführt und der dann noch verbleibende Rest wieder durch die Leitung 9 in den Entgasungsteil .4 der Anlage zurückgeleitet. Der so geschaffene Kreis- und Umlaufbetrieb erfordert eine Stelle 7, an der die Asche des Vergasungsgutes aus dem System abgeschieden wird. Diese Stelle liegt im Verbrennungsteil 5, 6 der Anlage.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anlage zur Vergasung feinkörniger bis staubförmiger Brennstoffe, vorzugsweise feinkörniger Kohle, in der Schwebe mittels Wasserdampfes und Sauerstoffes, bei der das Vergasungsgut mit dem Sauerstoff erst in Berührung kommt, nachdem es im Zuge der Vergasung entgast und dabei weitgehend von Wasserstoff befreit ist. gekennzeichnet durch eine Wirbelbrennerfeuerung (5, 6), in der der entgaste Brennstoff mit den Vergasungsmitteln umgesetzt und aus der die Asche in einen Aschentrichter (7) abgeschieden wird, und eine sich an die Brennkammer (6) der Wirbelbrennerfeuerung unmittelbar anschließende, von dem in der Wirbelbrennerfeuerung gebildeten Gasgemisch durchströmte Entgasungskammer (4), an deren Eintrittsende der frische Brennstoff eingeführt wird und in der er entgast und teilweise vergast wird, sowie einen an das Austrittsende der Entgasungskammer (4.) angeschlossenen Abscheider (8), in dem das Nutzgas vom Koks getrennt wird, und vom Festgutauslaß des Abscheiders zum Wirbelbrenner (5) und zum Eintrittsende der Entgasungskammer (,4) führende Verbindungsleitungen (io, 9).
2. Anlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Aschentrichter im tiefsten Punkt der Brennkammer (6) der Wirbelbrennerfeuerung. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 437 970, 443 445, .1.52 0 11,5, d.57 9o6, a6.1. 455, 496 343, 497 894, 541 686, 647 1.1.2, 823 634; britische Patentschrift Nr. 321 422; USA.-Patentschriften Nr. 901 232, 2 344 007, 2 516 1-11; Zeitschrift »Industrial and Engineering Chemistry<<, Bd. 40, 1948, S. 559 bis 582.