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Publication number: DEM0015209MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 21. August 1952 Bekanntgeniacht am 8. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung beim Entgasen fester Brennstoffe, die sich in einer Wirbelschicht befinden und wobei die Brennstoffschicht gleichzeitig auf einer die Entgasung fördernden hohen Temperatur von beispielsweise 700 bis 1000⁰ gehalten wird. Diese hohe Temperatur wird durch Verbrennung von einem Teil der Brennstoffschicht mittels eines Vergasungsmittels, das freien Sauerstoff enthält, in dem Reaktor selbst erzielt.

Bei diesem bekannten Verfahren, wie es beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 549 117 beschrieben ist, werden in einen mit einem Rost ausgestalteten Wirbelschichtreaktor zwei Gasströme eingeleitet, von denen der eine ein sauerstoffhaltiger Trägergasstrom zum Aufrechterhalten der Wirbelschicht ist und an einer Stelle unterhalb des Rostes eintritt und der andere, der in den oberen Teil des Reaktors eingeleitet wird, die zu entgasende Feinkohle in suspendierter Form enthält.

Es wurde nunmehr gefunden, daß die Entgasung von Feinkohle in einem nach dem Wirbelschichtprinzip arbeitenden Reaktor auch in einer einfacheren

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Weise unter Gewinnung eines starken Gases mit einem Heizwert von etwa 4000 kcal/Nm³ durchgeführt werden kann, dadurch, daß die zu entgasende Feinkohle mittels eines sauerstoffhaltigen Trägergasstroms in den unteren Teil des.Reaktors hineingeblasen wird, welches Trägergas dann gleichzeitig sowohl zu der Aufrechterhaltung der Wirbelschicht der Kohle- bzw. Kokspartikeln in dem Reaktor dient, als auch zu der Verbrennung eines Teils des Brennstoffs, und zwar derart, daß die erforderliche Wärme zur Entgasungsreaktion in dem Rea.ktor selbst erzeugt wird.

Es ergab sich nunmehr ganz überraschenderweise aus diesbezüglich angestellten Versuchen, deren. Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle niedergelegt sind, ,daß der Ertrag an Wasserstoff, CH₁ und Homologen und ungesättigten Kohlenwasserstoffen nahezu der gleiche blieb, so daß sich die Befürchtung, das aus dem zu entgasenden Material bei Erhitzung frei werdende Gas würde durch Sauerstoff in beträchtlicher Weise verbrannt, nicht bestätigte, obgleich in dem inj ektierten Gas so viel freier Sauerstoff vorhanden war, wie zum Verbrennen von wenigstens einem erheblichen Teil, gegebenenfalls auch zu \'ölligem Verbrennen der flüchtigen Bestandteile der Kohle ausgereicht hätte.

Zusammensetzung Έόΐιΐβ

37.4% Nettogas,
Nettogas auf aschenfreie und
wasserfreie Kohle

35,4% Bruttogas,

Bruttogas auf trockene Kohle

5,4 °/₀ Asche 2,8 % Feuchtigkeit

Tabelle

Feinkohle injektiert mit einem N₂-Strom als Trägergas

30 kg Kohle + 5 m³ N₂ pro Stunde 40 kg Kohle
+ 28 m³ Luft
pro Stunde

Feinkohle injektiert mit dem freien Gyhaltigen Gas

15 kg Kohle
+ 26 m³ Luft + 4,5 m³ O₂
pro Stunde

Temperatur im Reaktor ⁰C . ■

Nm³ / kg Rohkohle H₂ 0,161

CH₁₁ + Homologe 0,096

Ungesättigte Kohlenwasserstoffe 0,019

790

760

820

815

740

O	,154	O	,138	0,145	0,153	' 0	,140
O	,087	O	,082	0,075	0,076	0	,062
O	,015	O	,017	0,016	0,015	0	,016

Es besteht also die Möglichkeit, die zu entgasenden Brennstoffpartikeln mittels eines Gases zu injektieren, das freien Sauerstoff enthält, ohne daß das Entgasungsgas verbrannt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Umstand, daß es sich erübrigt, zum Aufrechterhalten der Wirbelschicht einen zusätzlichen Strom Gas in den Reaktor einzublasen, ein Vorteil; zudem läßt sich ein höherer Nutzeffekt erzielen, indem das übliche Einblasen zusätzlichen Trägergases, das eine Steigerung der Wärmeverluste hervorruft, unterbleibt. .

Bei einem ' derartigen Verfahren kann man ohne Schwierigkeiten einen Reaktor ohne Rost verwenden. Das hat den Vorteil, daß das zu entgasende Material ungehemmt in die Brennstoffschicht geblasen werden kann. Vorzugsweise arbeitet man mit Kohlepartikeln, deren Durchmesser etwa 1 mm beträgt und mit Inj ektionsgeschwindigkeiten von 5 bis 20 m pro Sekunde.
• Zwei Ausführungsformen des erfmdungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. In Fig; 1 stellt 1 schema tisch einen Entgasungsreaktor dar, in dem von einem Gasgemisch, das bei 3 eingeführt wird, eine Wirbelschicht aufrechterhalten wird. Dieses Gasgemisch besteht z. B. aus Luft oder aus einem Sauerstoff-Dampf-, Sauerstoff-Luft- oder. Sauerstoff-Kohlendioxyd-Gemisch, das gleichzeitig als Trägergas für das dem Reaktor zuzuführende zu entgasende Material wirkt. Das erzeugte Gas wird bei 4 abgeführt, während der entgaste Koks durch 5 entfernt wird. In Fig. 2 stellt 1 ebenfalls schematisch einen Entgasungsreaktor dar, in dem eine Wirbelschicht 2 aufrechterhalten wird. Über eine Anzahl Brenner 3 wird ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch, in dem das zu entgasende Material suspendiert ist, in die Brennstoffschicht eingeführt.

Das erzeugte Gas verläßt den Reaktor durch Leitung 4, während der gebildete Koks durch die Abfuhrleitung 5 und Förderschnecke 6 kontinuierlich nach 7 strömt.

Der Abfuhrleitung 5 wird durch Leitung 8 Dampf zugeführt, wodurch das Material unten im Konus 9 und in der Abfuhrleitung 5 in einem Zustand der Wirbelung gehalten wird, während gleichzeitig der abzuführende Koks von diesem Dampf gekühlt wird.

Auch wenn die Entgasung in dem Reaktor nicht mittels Wärme, die wie in den obenerwähnten Ausführungsforrnen in der Wirbelschicht durch Verbrennung erzeugt wird, erfolgt, sondern mittels anderweitig erzeugter Wärme, die über die Reaktorwand oder mittels eines auf hohe Temperatur gebrachten inerten Materials in den Reaktor geführt wird, ist es zweckmäßig, das zu entgasende Material mittels eines freien Sauerstoff enthaltenden Trägergases in den Reaktor einzuführen, da nötigenfalls dann durch Änderung der Sauerstoffmenge die Temperatur der Wirbelschicht in einfacher Weise variiert werden kann.

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Mit Hilfe des obenerwähnten gemischten Entgasungs-Teilvergasungsverfahrens kann man bei Normaldruck unmittelbar ein hochwertiges Gas mit einem Heizwert von mehr als 4000 kcal/Nm³ erzeugen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Herstellung eines starken Gases mit einem kalorischen Wert von mehr als 4000 kcal/Nm³ durch Entgasung zermahlener Steinkohle bei einer Temperatur von zumindest 700⁰ C, wobei sich die Kohlepartikeln in einem Entgasungsreaktor in einer Wirbelschicht befinden, in welchem Reaktor das zu entgasende Material kontinuierlich mit einem Trägergas injektiert wird und aus dem die bei der Entgasung frei gewordenen Gase und der gebildete Koks kontinuierlich abgeführt werden, dadurch' gekennzeichnet, daß das zu entgasende Material mit einem O₂ enthaltenden Trägergasstrom in den Reaktor geblasen wird, welches Trägergas zu gleicher Zeit sowohl zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht der Kohle- bzw. Kokspartikeln'in dem Reaktor dient als zur Verbrennung eines Teiles des Brennstoffs in dem Reaktor, und zwar derart, daß die erforderliche Wärme zur Entgasungsreaktion in dem Reaktor selber erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas ein Sauerstoff-Dampf-Gemisch ist.

Angezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 549 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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