DEC0000524MA - Verfahren und Vorrichtung zur Vergasung feinkörniger Brennstoffe - Google Patents

Description

Man hat schon feinkörnige Brennstoffe unter Aufwirbelung des Vergasungsgutes durch Einblasen der Vergasungsmittel in den unteren Teil des Gaserzeugers vergast, wobei je nach dem angewandten Vergasungsmittel Wassergas und anderen brennbare Gase entstehen. Es sind auch schon Druckvergasungsanlagen bekannt, die mit stückigem Brennstoff im ruhenden Brennstoffbett betrieben werden, wobei auf die Backzahl der Kohle Rücksicht zu nehmen ist.

Es wurde nun gefunden, daß man die Vergasung feinkörniger Brennstoffe aller Art unter Aufwirbelung des Vergasungsgutes durch Einblasen der Vergasungsmittel in das Unterteil des Gaserzeugers, d.h. die Vergasung im wallenden Brennstoffbett, mit besonderem Vorteil durchführen kann, wenn man unter erheblich über Atmosphärendruck liegenden Drücken arbeitet. Infolge des kleinen Volumens der Reaktionszone und der hohen Dichte des Vergasungsmittels mit dem Brennstoff erzielt, und die Druckvergasung gemäß der Erfindung gibt die Möglichkeit, die Zusammensetzung der erzeugten Gase in weiten Grenzen zu beeinflussen. Im Prinzip ist jeder Druck anwendbar, der zweckmäßig den hinter dem Gaserzeuger herrschenden Bedingungen angepaßt wird. Sollen z.B. die erzeugten Gase für die Kohlenoxyd-Wasserstoff-Synthese unter Mitteldruck (Fischer-Tropsch-Verfahren) verwendet werden, so arbeitet man im Gaserzeuger zweckmäßig mit Drücken von 20 bis 25 at. Das Verfahren ist zur Vergasung von festen Brennstoffen aller Art, insbesondere von minderwertiger Kohlen, geeignet, unabhängig von der Art und Menge der Asche und der Backzahl der Kohle. Die Korngröße des Brennstoffes wird den Erfordernissen des Betriebes angepaßt.

Normalerweise wird die gesamte Menge oder der größte Teil des Brennstoffes und der Vergasungsmittel unten am Gaserzeuger unter Druck zugeführt, während der Rest des Brennstoffes und der Vergasungsmittel oberhalb der ersten Reaktionszone zugegeben werden kann. Man kann so Reaktionstemperaturen bis zu etwa 1500° erreichen und damit eine restlose Vergasung des Kohlenstoffes erzielen. Die Zugabe des Brennstoffes in den Vergasungsraum erfolgt durch die üblichen Förderelemente, z.B. durch Förderschnecken, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Druckbehälter, die dann zweckmäßig unter ein Inertgas, wie Kohlendioxyd, gestellt werden. Man kann diese Druckbehälter auch als Schleusen ausbilden und schließlich auch Kohlenstaub-Gas-Gemische bzw. die Kohle als Brei, z.B. mit Wasser, einführen. Der Gaserzeuger kann mit heißem oder kaltem Kreislaufgas betrieben werden, wobei das Kreislaufgas vornehmlich zur Verbesserung der Durchmischung und der Bewegung des Brennstoffbettes dient; es kann ferner zur Einführung des Brennstoffes in den Gaserzeuger verwendet bzw. so geführt werden, daß es ganz oder teilweise bei der Einführung mit Sauerstoff verbrannt wird.

Zur Verringerung des Kohlenstoff- und Sauerstoff-Verbrauches kann man als Vergasungsmittel Kohlendioxyd einführen, ferner Kohlenwasserstoffe, wie Methan, zur Aufspaltung und zusätzlichen Erzeugung von Wasserstoff und Kohlenoxyd. Die anzuwendenden Vergasungsmittel usw. werden der jeweils für die betreffende Reaktion geeignetsten Stelle des Gaserzeugers zugeführt. Es ist ferner möglich, bei dem Verfahren auch feinkörnige Katalysatoren zur Erzielung bestimmter Reaktionsabläufe in die oder oberhalb der Vergasungszone einzuführen.

Die entstandene Asche kann bei entsprechend hohen Gasgeschwindigkeiten in den verschiedenen Zonen des Gaserzeugers nach unten sinken und dort in bekannter Weise ausgetragen werden. Man kann aber auch bei geeigneter Ausbildung des Gaserzeugers und entsprechend höherer Gasgeschwindigkeit so arbeiten, daß die anfallende Asche mit dem Gas ausgetragen wird, worauf Gas und Asche getrennt werden.

Die fühlbare Wärme der erzeugten Gase kann für verschiedene Zwecke ausgenützt werden, z.B. zur Dampferzeugung, Dampfüberhitzung, Speisewasservorwärmung, zur Erhitzung der einzuführenden Vergasungsmittel, zur Vortrocknung der Kohle usw. Der Wärmeaustausch kann in besonderen Apparaturen außerhalb des Gaserzeugers oder durch Einbau von Wärmeaustauschflächen im oberen Teil des Gaserzeugers erfolgen. Das aus dem Abhitzkessel bzw. Gasvorwärmer mit einer Temperatur von 150 - 200° austretenden Gas kann z.B. mit Wasser weiter gekühlt werden, wobei das Kohlendioxyd, z.B. mit Druckwasser, ausgewaschen und dem Vergasungsraum wieder zugeführt werden kann. Daran kann sich noch die Entfernung der in den Gasen vorhandenen Schwefelverbindungen in an sich bekannter Weise anschließen. Die in dem aus dem Gaserzeuger austretenden Gas enthaltene Asche bzw. Kohle kann heiß oder gekühlt abgeschieden und der Reaktionszone des Gaserzeugers, gegebenenfalls mit Hilfe des Kreislaufgases, zugeführt werden. Mittels des Verfahrens nach der Erfindung lassen sich bei Anwendung von Luft- und Sauerstoff-Wasserdampf-Gemischen Ausgangsgas für die Ammoniak-Synthese, bei der Anwendung von Sauerstoff-Wasserdampf-Gemischen Wassergas oder kohlenoxydreiche Gase bzw. Ausgangsgase für die Kohlenwasserstoff-Synthese herstellen, ferner Gase mit hohem Heizwert, die für Ferngasversorgung eingesetzt werden können.

Im Folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert.

Die Kohle wird aus dem Behälter 4 über eine Förderschnecke in einen unter mittlerem Druck stehenden Schleusenbehälter 3, der unter Inertgas (Kohlendioxyd) steht, und aus diesem über eine Förderschnecke bei 2 in den Gaserzeuger 1 eingeführt. Die Vergasungsmittel werden bei 5 bzw. 6 zugegeben. Die Vorwärmung der Vergasungsmittel erfolgt im Erhitzer 7, der sich im Abhitzekessel 10 befindet. Arbeitet man mit Wälzgas, so kann dieses aus dem im Abhitzekessel bzw. in weiteren Staubab- scheider vom Staub befreiten Gasstrom 16 abgezogen und über Gebläse 9 bei 8 in den Gaserzeuger gegeben werden. Im Abhitzekessel 10 wird in dem Röhrenbündel 11 Dampf erzeugt. Der Dampf wird im Dampfsammler 12 gesammelt und im Röhrenbündel 13 überhitzt. Das Speisewasser gelangt über den Speisewasservorwärmer 14 zum Dampfsammler 12 bzw. zu der vom Dampfsammler zum Dampferzeuger 11 führenden Falleitung. Die im Abhitzekessel 10 ausgeschiedene Asche wird über die Schleuse 15 ausgetragen, während das Gas bei 16 abgezogen wird. Die Ascheablagerung im Unterteil des Gaserzeugers kann durch geeignete konische Ausbildung desselben vermieden werden.

Bei dem Gaserzeuger nach Figur II wird die von dem aus dem Gaserzeuger austretenden Gas mitgeführte, nicht ausgebrannte Asche mittels des Abscheiders 17 ausgeschieden und mittels der Falleitung 18 in den Gaserzeuger 1 zurückgeführt, aus dem die Asche mittels eines an seinem unteren Ende angeordneten, mit einem Rührer versehenen Rostes 19, sowie eines Schleusenbehälters 20 ausgetragen wird.

Claims (9)

1.) Verfahren zur Vergasung feinkörniger Brennstoffe unter Aufwirbelung des Vergasungsgutes durch Einblasen der Vergasungsmittel in den unteren Teil des Gaserzeugers, dadurch gekennzeichnet, daß man unter erheblich über Atmosphärendruck liegenden Drücken arbeitet.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergasungsmittel Luft, Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlendioxyd oder Mischungen der genannten Vergasungsmittel verwendet werden.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gaserzeuger Kohlenwasserstoffe zuführt.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des erzeugten Gases in den Gaserzeuger zurückgeführt wird.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß Katalysatoren in den Gaserzeuger eingeführt werden.

6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Asche unten am Gaserzeuger abgezogen oder/und aus dem erzeugten Gas abgeschieden und gegebenenfalls dem Gaserzeuger wieder zugeführt wird.

7.) Verfahren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fühlbare Wärme der erzeugten Gase zur Aufwärmung der Vergasungsmittel oder anderweitig ausgenutzt wird.

8.) Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Brennstoffe durch Förderelemente, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Druckbehältern, erfolgt.

9.) Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil des Gaserzeugers konisch ausgebildet ist, so daß keine Ascheablagerung möglich ist.