EP0064089A1 - Vorrichtung zur Kohlenstaub-Druckvergasung - Google Patents

Vorrichtung zur Kohlenstaub-Druckvergasung Download PDF

Info

Publication number
EP0064089A1
EP0064089A1 EP81103343A EP81103343A EP0064089A1 EP 0064089 A1 EP0064089 A1 EP 0064089A1 EP 81103343 A EP81103343 A EP 81103343A EP 81103343 A EP81103343 A EP 81103343A EP 0064089 A1 EP0064089 A1 EP 0064089A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coal dust
reactor
pressure gasification
gasification
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP81103343A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0064089B1 (de
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Seipenbusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RAG AG
Original Assignee
Ruhrkohle AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruhrkohle AG filed Critical Ruhrkohle AG
Priority to AT81103343T priority Critical patent/ATE10645T1/de
Priority to EP81103343A priority patent/EP0064089B1/de
Publication of EP0064089A1 publication Critical patent/EP0064089A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0064089B1 publication Critical patent/EP0064089B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C10J3/526—Ash-removing devices for entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/74—Construction of shells or jackets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/74—Construction of shells or jackets
    • C10J3/76—Water jackets; Steam boiler-jackets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/78—High-pressure apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0976—Water as steam

Definitions

  • the invention relates to a method for coal dust pressure gasification, in which coal dust and / or a coal dust / liquid mixture is blown into a reactor and gasified in the presence of oxygen and water vapor to form a CO and H 2 -containing gas.
  • Gasification in the slag bath is known.
  • the coal dust with the gasification agent is blown obliquely from above onto a molten slag.
  • the solid particles which are specifically lighter than the slag, are deposited on the surface of the bath and float on the surface until only the molten ash portion remains.
  • the slag is drawn down over an overflow of the bath. The gas leaves the reactor upwards.
  • the very long residence time of the solid ensures almost complete carbon conversion. Lower degrees of fineness of the carbon carrier are sufficient for this and an exactly constant dosage is not necessary.
  • the reactor temperature is to be set so that the flow behavior of the slag allows turbulent movement of the slag bath.
  • the gasification takes place in a flight dust cloud, which is created by blowing the very fine-grained gasification agent into a reactor.
  • the reactor can be operated without special installations.
  • the flow guidance is determined by the burner with which the gasification agent is blown in and the reactor geometry. Due to the relatively short residence time of a few seconds, a high reactor temperature is required to achieve high carbon conversions. A complete carbon conversion is sometimes not economical considering the overall energy balance of the process.
  • the simple structure of the reactor ensures trouble-free operation, but in order to achieve constant operating conditions, an absolutely constant use of coal and gasification agent is required. To reduce the necessary dwell time of the solid particles, a very fine grinding of the coal is also imperative.
  • the present invention has for its object to improve the carbon conversion in coal dust gasification while maintaining or increasing the economy.
  • the invention is based on the fact that the residence time of the solid should be independent of the residence time of the gas, as is the case in the slag bath generator.
  • the simple operation of the entrained-flow gasifier should be retained as far as possible.
  • this is achieved in that the coal dust for generating and maintaining a slag film on the reactor wall is directed as far as possible to the reactor wall.
  • the outer circumference immediately melts Coal dust particles are brought into the liquid state on the reactor wall so that a slag film is formed in a short time.
  • the slag film runs downwards when the reactor is standing vertically and is maintained by subsequent coal dust particles.
  • the slag film runs at a relatively low speed in accordance with its toughness, which depends on the composition of the slag and the temperature. It gives the solid particles adhering to the slag film a residence time which is many times greater than that in the flight cloud under reaction conditions.
  • Such extensive separation of the carbon particles from the gas stream can be achieved in various ways. Tangential blowing of the coal dust into a preferably cylindrical reaction space is considered. This creates a rotating gas stream, and the coal dust particles in the gas stream are thrown against the reactor wall due to the acting centrifugal forces.
  • Another possibility of bringing the carbon particles to the reactor wall consists in blowing the coal dust particles exially into the interior of the reactor, the fuel being moved against the reactor wall in a semi-conically widening jet as a result of a conical burner mouthpiece arranged centrally in the burner outlet opening.
  • the carbon dust particles are then separated at the line of incidence of this cone on the reactor wall and can be reinforced by constricting the reaction space at the outlet end.
  • baffles serve to redirect the gas flow in the reactor. This creates the greatest possible solids separation on the chicanes.
  • the baffles can be designed, for example, as slag grids arranged centrally in the reactor.
  • a burner 1 turns a rotationally symmetrical reactor space 2 into a solid carbon carrier, e.g. Coal dust, supplied in dry or suspended form.
  • a solid carbon carrier e.g. Coal dust
  • the necessary gasification agent e.g. Oxygen and water vapor, in the reactor interior 2.
  • the reactor interior is surrounded by a refractory lining 3, which, as shown in FIG. 1, is only cooled by the heat given off by a steel jacket 4, or else has forced cooling (not shown) inside the steel jacket 4.
  • the oxygen portion of the gasification agent converts with the combustible portions of the gas atmosphere in the reactor interior 2 in a flame.
  • the coal dust is brought to the reaction temperature by absorbing heat from the environment, the average temperature of which is above the slag pour point, that is, depending on the type of coal, above approximately 1350 ° C.
  • the coal dust is introduced in the form e.g. a coal-water suspension, the suspension drops produced on the burner 1 by atomization are still dried before they are heated to the reaction temperature.
  • the temperature difference between the coal particles and the surrounding gas atmosphere is large, so that the heat flow necessary for the gasification reactions is ensured.
  • the temperature difference becomes smaller because the surrounding gas atmosphere cools down in accordance with the heat consumption of the reaction.
  • the carbon conversion rates per unit of time become lower and lower the further the reaction progresses, since the partial pressure reduction in the gasification agent also has the same effect.
  • a built-in flow guiding device 5 has the effect that some of the coal dust particles settle directly on the surface of this flow guiding device and the remaining coal dust particles are separated on the refractory lining 3 by sharp deflection of the gas flow.
  • a built-in flow guiding device 5 has the effect that some of the coal dust particles settle directly on the surface of this flow guiding device and the remaining coal dust particles are separated on the refractory lining 3 by sharp deflection of the gas flow.
  • the flow guide device 5 is designed here in the form of a round table.
  • the table top consists of several spirally wound, pinned tubes 6, which are clad with a refractory mass.
  • a cooling medium flows through the tubes 6, which enters at 7 and exits at 8.
  • the total of four feed and discharge pipes 9, 10 are also pinned and clad with a refractory mass. They also serve as a supporting structure for the table top.
  • the resulting slag film runs on the wall of the reactor neck 11 and arrives in a water bath (not shown), where the slag is granulated and discharged via a lock device.
  • the gas generated also leaves the reactor through the reactor neck 11 and is subsequently cleaned or fed to any use.
  • the slag film reactor according to the invention according to FIG. 2 is particularly suitable for the gasification of coal dust which is introduced into the reactor as a coal-water suspension.
  • the coal dust runs in the area of highest temperature p items within the gasification reactor, namely in the region of the combustion gas with the oxygen, the drying and heating, during the gasification reaction takes place in the coldest part of the reactor.
  • the gasification reaction in the high-temperature region of the reactor is brought about with the advantage of a particularly intensive reaction, while the drying and heating of the carbon particles takes place at low but sufficient temperatures.
  • FIG. 2 with FIG. 1 have the same designations.
  • a pumpable coal-water suspension enters burner 1 through burner 1.
  • pressure atomization of the suspension takes place. This atomization is possibly carried out by additional atomizing medium, e.g. Steam, supported.
  • the suspension drops are first dried and preheated by heat transfer from the backflow of hot gas from the gasification zone before they reach the actual reaction zone at the highest temperature.
  • the reaction zone is located in the lower reactor area, in which a flow control device 12 similar to the flow control device 5 is located.
  • the flow guide device 12 is designed in the same way as the flow guide device 5 in the form of a round, centrally arranged table which is provided with tubes 6 and is held by the feed lines 9 and discharge lines 10.
  • a line 14 for oxygen or air is passed through one of the supply lines 9.
  • the line 14 is connected via a connecting piece 13 to an air or oxygen supply line and leads to a nozzle 15 at the other end.
  • the nozzle 15 protrudes centrally through the flow guide device 12 into the reactor interior 2. It has a cap 18 to prevent clogging by slag particles protected.
  • the line 14 is cooled by the cooling medium flowing into the tubes 6.
  • the oxygen entering the reactor interior 2 through the nozzle 15 reacts in a flame with combustible gas formed in the reactor and with dried and preheated coal dust. This results in a particularly high and advantageous reaction temperature in the area of the flow control device 12 in the lower reactor part.
  • the remaining reaction sequences are the same as those described in the description of FIG. 1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Vergasung von Kohlenstaub. Nach der Erfindung wird eine maximale Reaktion der Kohlenstaubpartikel dadurch sichergestellt, daß die Kohlenstaubpartikel in dem Reaktor gegen die Reaktorinnenwand (2) oder eine im Reaktor angeordnete Schikane (5, 12) gelenkt werden und sich dort in einem Schlackenfilm sammeln, der für die Partikel eine ausreichende Verweilzeit im Reaktor sichert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kohlestaub-Druckvergasung, bei dem Kohlenstaub und/oder ein Kohlenstaub-Flüssigkeitsgemisch in einen Reaktor geblasen und in Anwesenheit von Sauerstoff und Wasserdampf zu einem CO und H2 haltigen Gas vergast wird.
  • Bekannt ist eine Vergasung im Schlackenbad. Dabei wird der Kohlenstaub mit dem Vergasungsmittel schräg von oben auf eine flüssige Schlackenschmelze geblasen. Die Feststoffteilchen, die spezifisch leichter als die Schlacke sind, werden an der Badoberfläche abgeschieden und schwimmen auf der Oberfläche, bis nur noch der geschmolzene Ascheanteil übrigbleibt. Die Schlacke wird über einen überlauf des Bades nach unten abgezogen. Das Gas verläßt den Reaktor nach oben.
  • Eine derartige Vorgehensweise hat mehrere Vorteile. Durch sehr lange Verweilzeit des Feststoffes ist ein nahezu vollständiger Kohlenstoffumsatz gewährleistet. Dazu sind geringere Feinheitsgrade des Kohlenstoffträgers ausreichend und eine exakt konstante Dosierung ist nicht erforderlich. Die Reaktortemperatur ist so einzustellen, daß das Fließverhalten der Schlacke eine Turbulentbewegung des Schlackenbades ermöglicht.
  • Der Nachteil des Schlackenbad-Reaktors liegt in den Schwierigkeiten der Handhabung der flüssigen Schlacke. Insgesamt ist eine außerordentlich aufwendige Konstruktion erforderlich. Diese Nachteile standen bisher einer großtechnischen Realisierung des Verfahrens im Wege.
  • Bei einem Kohlevergasungsverfahren der "neuen Generation" erfolgt die Vergasung in einer Flugstaubwolke, die durch Einblasen des sehr feinkörnig gemahlenen Vergasungsmittels in einen Reaktor entsteht. Der Reaktor kann ohne besondere Einbauten betrieben werden. Die Strömungsführung wird durch den Brenner, mit dem das Vergasungsmittel eingeblasen wird, und die Reaktorgeometrie bestimmt. Aufgrund der relativ kurzen Verweilzeit von wenigen Sekunden ist eine hohe Reaktortemperatur erforderlich, um hohe Kohlenstoffumsätze zu erreichen. Ein vollständiger Kohlenstoffumsatz ist dabei unter Berücksichtigung der Gesamtenergiebilanz des Prozesses teilweise nicht wirtschaftlich.
  • Der einfache Aufbau des Reaktors gewährleistet zwar einen störungsfreien Betrieb, jedoch ist zur Erzielung gleichbleibender Betriebsbedingungen ein zeitlich absolut konstanter Einsatz von Kohle und Vergasungsmittel erforderlich. Zur Verringerung der notwendigen Verweilzeit der Feststoffpartikel ist.darüber hinaus eine sehr feine Aufmahlung der Kohle zwingend.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kohlenstoffumsatz bei Kohlenstaub-Vergasungen unter gleichzeitiger Beibehaltung bzw. Erhöhung der Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Dabei geht die Erfindung davon aus, daß die Verweilzeit des Feststoffes von der Verweilzeit des Gases unabhängig sein soll, wie das im Schlackenbadgenerator der Fall ist. Gleichzeitig soll aber die einfache Arbeitsweise des Flugstromvergasers möglichst beibehalten werden. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß der Kohlenstaub zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Schlackenfilms an der Reaktorwand möglichst insgesamt an die Reaktorwand gelenkt wird. Bei Betriebsbeginn bleiben die am äußeren Umfang sofort im schmelzflüssigen Zustand gebrachten Kohlenstaubpartikel an der Reaktorwand -haften, so daß in kurzer Zeit ein Schlackenfilm entsteht. Der Schlackenfilm läuft bei senkrecht stehendem Reaktor nach unten ab und wird durch nachkommende Kohlenstaubpartikel aufrechterhalten.
  • Der Schlackenfilm läuft entsprechend seiner von der Zusammensetzung der Schlacke und der Temperatur abhängigen Zähigkeit mit relativ geringer Geschwindigkeit. Er gibt den an dem Schlackenfilm anhaftenden Feststoffteilchen eine gegenüber dem Aufenthalt in einer Flugwolke um ein vielfaches größere Verweilzeit unter Reaktionsbedingungen.
  • Eine solche weitestgehende Abscheidung der Kohlenstoffpartikel aus dem Gasstrom kann auf verschiedene Weisen erreicht werden. In Betracht kommt tangentiales Einblasen des Kohlenstaubes in einen vorzugsweise zylindrischen Reaktionsraum. Dadurch entsteht ein rotierender Gasstrom,und werden die in dem Gasstrom befindlichen Kohlenstaubpartikel aufgrund der wirkenden Zentrifugalkräfte gegen die Reaktorwand geschleudert.
  • Eine andere Möglichkeit, die Kohlenstoffpartikel an die Reaktorwand zu bringen, besteht in einem exialen Einblasen der Kohlenstaubpartikel in den Reaktorinnenraum, wobei der Brennstoff infolge eines kegelförmigen, zentrisch in der Brenneraustrittsöffnung angeordneten Brennermundstückes in einem sich halb kegelförmig erweiternden Strahl gegen die Reaktorwand bewegt wird.
  • Die Abscheidung der Kohlenstaubpartikel erfolgt dann an der Auftrefflinie dieses Kegels auf die Reaktorwand und kann durch Einschnürung des Reaktionsraumes am Austrittsende noch verstärkt werden.
  • Eine dritte Möglichkeit ist durch den Einbau von Schikanen gegeben. Die Schikanen dienen einer Umlenkung der Gasströmung im Reaktor. Dabei entsteht eine weitestgehende Feststoffabscheidung an den Schikanen. Die Schikanen können beispielsweise als zentrisch im Reaktor angeordnete Schlackefangroste ausgebildet sein.
  • In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen
    • Figur 1 einen besonders für die Vergasung von Kohlenstaub in trockener oder auspendierter Form geeigneten Reaktor,
    • Figur 2 einen inbesondere zur Vergasung einer Kohle-WasserSuspension geeigneten Reaktor.
  • Durch einen Brenner 1 werden einem rotationssymmetrischen Reaktorraum 2 ein fester Kohlenstoffträger, z.B. Kohlenstaub, in trockener oder suspendierter Form zugeführt. Durch den gleichen Brenner 1 gelangt auch das notwendige Vergasungsmittel, z.B. Sauerstoff und Wasserdampf, in den Reaktorinnenraum 2. Der Reaktorinnenraum ist von einer feuerfesten Ausmauerung 3 umgeben, die, wie in Figur 1 dargestellt, nur über die Wärmeabgabe eines Stahlmantels 4 gekühlt wird, oder aber über eine nicht dargestellte Zwangskühlung innerhalb des Stahlmantels 4 verfügt.
  • Der Sauerstoffanteil des Vergasungsmittels setzt sich mit den brennbaren Anteilen der Gasatmosphäre im Reaktorinnenraum 2 in einer Flamme um. Der Kohlenstaub wird durch Wärmeaufnahme aus der Umgebung, deren mittlere Temperatur oberhalb des Schlackefließpunktes liegt, also abhängig von der Kohleart oberhalb ca. 1350°C, auf Reaktionstemperatur gebracht. Bei Einbringen des Kohlenstaubes in Form z.B. einer Kohle-Wasser-Suspension findet vor der Aufwärmung auf Reaktionstemperatur noch eine Trocknung der am Brenner 1 durch Zerstäubung erzeugten Suspensionstropfen statt.
  • Mit zunehmender Temperatur der Kohlenstoffpartikel setzt die Kohlenstoff-Vergasung ein, die der Wärmezufuhr aus der Umgebung bedarf, da es sich dabei ausschließlich um endotherme Reaktionen handelt.
  • Zu Beginn der Vergasung ist die Temperaturdifferenz zwischen den Kohlepartikein und der umgebenden Gasatmophäre groß, so daß der für die Vergasungsreaktionen notwendige Wärmefluß gewährleistet ist. Mit fortschreitender Reaktion wird die Temperaturdifferenz jedoch geringer, da die umgebende Gasatmosphäre sich entsprechend dem Wärmeverbrauch der Reaktion abkühlt. Die Kohlenstoffumsatzraten pro Zeiteinheit werden dadurch immer geringer, je weiter die Reaktion fortschreitet, da auch die Teildruckerniedrigung des Vergasungsmittels im gleichen Sinne wirkt.
  • Durch eine eingebaute Strömungsleiteinrichtung 5 wird bewirkt, daß ein Teil der Kohlestaubpartikel sich unmittelbar auf der Oberfläche dieser Strömungsleiteinrichtung absetzt und die restlichen Kohlestaubpartikel durch scharfe Umlenkung der Gasströmung an der feuerfesten Ausmauerung 3 abgeschieden werden.
  • Durch eine eingebaute Strömungsleiteinrichtung 5 wird bewirkt, daß ein Teil der Kohlestaubpartikel sich unmittelbar auf der Oberfläche dieser Strömungsleiteinrichtung absetzt und die restlichen Kohlestaubpartikel durch scharfe Umlenkung der Gasströmung an der feuerfesten Ausmauerung 3 abgeschieden werden.
  • Die Strömungsleiteinrichtung 5 ist hier in Form eines runden Tisches gestaltet. Die Tischplatte besteht aus mehreren spiral-gewickelten, bestifteten Rohren 6, die mit einer feuerfesten Masse verkleidet sind. Die Rohre 6 werden von einem Kühlmedium durchströmt, das bei 7 eintritt und bei 8 austritt. Insgesamt gibt es vier gleichmäßig am Reaktorumfang verteilte Eintritte 7 und Austritte 8. Von den Kühlmedieneintritten 7 führen Zuführungsleitungen 9 zu den Rohren 6. Von den Rohren 6 führen Abführungsleitungen 10 zu den Austritten 8. Die insgesamt vier Zu- bzw. Abführungsleitungen 9, 10 sind ebenfalls bestiftet und mit einer feuerfesten Masse verkleidet. Sie dienen gleichzeitig als Tragkonstruktion für die Tischplatte.
  • Die entweder auf der Strömungsleiteinrichtung 5 oder an der Ausmauerung 3 abgeschiedenen, bereits teilvergasten Kohlepartikel sind nun so lange den Reaktionsbedingungen ausgesetzt, bis der Kohlenstoff praktisch vollständig mit Vergasungsmittel umgesetzt ist. Erst dann wird die mineralische Substanz des Einsatzgutes fließfähig und läuft als Schlackefilm an der Ausmauerung 3 bzw. an der Kante der Strömungsleiteinrichtung 5 ab.
  • Durch die Tatsache, daß ein Fließen der Schlacke erst bei sehr niedrigen Kohlenstoffgehalten in der Größenordnung von einem Prozent eintritt, ist gewährleistet, daß die Verweilzeit der Kohlestaubpartikel unter Reaktionsbedingungen in jedem Fall für eine praktisch vollständige Umsetzung des Kohlenstoffes ausreicht.
  • Der entstehende Schlackefilm läuft an der Wand des Reaktorhalses 11 weiter ab und gelangt in ein nicht dargestelltes Wasserbad, wo die Schlacke granuliert wird und über eine Schleusenvorrichtung ausgetragen wird.
  • Das erzeugte Gas verläßt den Reaktor ebenfalls durch den Reaktorhals 11 und wird anschließend gereinigt bzw. beliebiger Verwendung zugeführt.
  • Der erfindungsgemäße Schlackefilmreaktor nach Figur 2 eignet sich insbesondere für die Vergasung von Kohlenstaub, der als Kohle-WasserSuspension in den Reaktor eingetragen wird. Dabei wird vermieden, daß im Bereich der höchsten Temperatur innerhalb des Vergasungsreaktors, nämlich im Bereich der Gasverbrennung mit dem Sauerstoff, die Trocknung und Aufheizung der Kohlestaubpartikel abläuft, während die Vergasungsreaktion im kältesten Teil des Reaktors stattfindet. Vielmehr wird die Vergasungsreaktion im Hochtemperaturbereich des Reaktors mit dem Vorteil besonders intensiver Reaktion veranlaßt, während die Trocknung und Aufheizung der Kohlepartikel bei niedrigen, aber ausreichenden Temperaturen erfolgt.
  • Die in Figur 2 mit Figur 1 i dentischen Reaktorteile tragen gleiche Bezeichnungen. Durch den Brenner 1 tritt eine pumpfähige Kohle-WasserSuspension in den Reaktorinnenraum 2. An dem Austrittsende des Brenners 1 findet eine Druckzerstäubung der Suspension statt. Diese Zerstäubung wird ggf. durch zusätzliches Zerstäubungsmedium, z.B. Wasserdampf, unterstützt.
  • Die Suspensionstropfen werden zunächst durch Wärmeübertragung aus der sich einstellenden Rückströmung heißen Gases aus der Vergasungszone getrocknet und vorgewärmt, ehe sie in die eigentliche Reaktionszone mit höchster Temperatur gelangen. Die Reaktionszone befindet sich im unteren Reaktorbereich, in dem sich eine der Strömungsleiteinrichtung 5 ähnliche Strömungsleiteinrichtung 12 befindet. Die Strömungsleiteinrichtung 12 ist in gleicher Weise wie die Strömungsleiteinrichtung 5 in Form eines runden, zentrisch angeordneten Tisches gestaltet, der mit Rohren 6 versehen ist und durch die Zuführungsleitungen 9 und Abführungsleitungen 10 gehalten wird.
  • Durch eine der Zuführungsleitungen 9 ist eine Leitung 14 für Sauerstoff oder Luft hindurchgeführt. Die Leitung 14 ist über einen Anschlußstutzen 13 an eine Luft- bzw. Sauerstoffversorgungsleitung angeschlossen und führt am anderen Ende zu einer Düse 15. Die Düse 15 ragt mittig durch die Strömungsleiteinrichtung 12 in den Reaktorinnenraum 2. Sie ist mit einer Kappe 18 gegen Verstopfung durch Schlackenteilchen geschützt. Die Leitung 14 wird durch das den Rohren 6 zuströmende Kühlmedium gekühlt.
  • Der durch die Düse 15 in den Reaktorinnenraum 2 eintretende Sauerstoff setzt sich mit im Reaktor gebildeten brennbarem Gas sowie mit getrocknetem und vorgewärmtem Kohlenstaub in einer Flamme um. Dadurch entsteht im Bereich der Strämungsleiteinrichtung 12 im unteren Reaktorteil eine besonders hohe und vorteilhafte Reaktionstemperatur. Die übrigen Reaktionsabläufe sind gleich denen in der Beschreibung zu Figur 1 ausgeführten.

Claims (9)

1. Kohlenstaubdruckvergasung, bei der Kohlenstaub und/oder ein Kohlenstaub/Ftüssigkeitsgemisch in einen Reaktor geblasen und in Anwesenheit von Dampf und Sauerstoff zu einem CO und H2 haltigen Gas vergast wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstaub zumindest am Austragende des Reaktors zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Schlackefilms an die Reaktorinnenwand und/oder Schlackefilmträger bildende Einbauten gelenkt wird.
2. Kohlenstaubdruckvergasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff im Bereich des Schlackefilms zugeführt wird.
3. Kohlenstaubdruckvergasung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstaub in eine rotierende Bewegung im Reaktorinnenraum gebracht wird.
4. Kohlenstaubdruckvergasung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. oder 2., dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstaub im Reaktorinnenraum mittels eines sich halb kegelförmig erweiternden Strahles gegen die Reaktorinnenwand bewegt wird.
5. Kohlenstaubdruckvergasung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstaub auf seiner Bewegungsbahn durch den Reaktorinnenraum (2) ein oder mehrmals mit Schikanen (5, 12) umgelenkt wird.
6. Vorrichtung zur Kohlenstaubdruckvergasung nach Anspruch ..5...., gekennzeichnet durch einen Reaktor - mit am Austragende angeordneter Strömungsleiteinrichtung (5, 12), die tischförmig ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch ..6...., dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (5, 12) mit Kühlrohren (6) versehen ist und mit den Rohren (6) und/oder Zuführungsleitungen (9) und/oder Abführungsleitungen (10) in dem Reaktor gehalten ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch ..7...., dadurch gekennzeichnet, daß eine bei senkrechter Reaktoranordnung oberhalb der Strömungsleiteinrichtung (5, 12) in einer Düese (15) mündende Leitung (14) für Luft bzw. Sauerstoff in einer mit der Strömungsleiteinrichtung (5, 12) verbundenen Kühlmittelleitung (6, 9, 10) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch ..8...., dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (15) durch eine Kappe (18) geschützt ist.
EP81103343A 1981-05-04 1981-05-04 Vorrichtung zur Kohlenstaub-Druckvergasung Expired EP0064089B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT81103343T ATE10645T1 (de) 1981-05-04 1981-05-04 Vorrichtung zur kohlenstaub-druckvergasung.
EP81103343A EP0064089B1 (de) 1981-05-04 1981-05-04 Vorrichtung zur Kohlenstaub-Druckvergasung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP81103343A EP0064089B1 (de) 1981-05-04 1981-05-04 Vorrichtung zur Kohlenstaub-Druckvergasung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0064089A1 true EP0064089A1 (de) 1982-11-10
EP0064089B1 EP0064089B1 (de) 1984-12-05

Family

ID=8187696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP81103343A Expired EP0064089B1 (de) 1981-05-04 1981-05-04 Vorrichtung zur Kohlenstaub-Druckvergasung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0064089B1 (de)
AT (1) ATE10645T1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372658A3 (en) * 1988-12-05 1990-09-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Constant volume tubular reactor
CN107033972A (zh) * 2017-05-09 2017-08-11 哈尔滨工业大学 一种带有吹扫气保护的干煤粉气流床气化炉烧嘴

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE885766C (de) * 1942-01-18 1953-08-06 Koppers Gmbh Heinrich Einrichtung zur Vergasung staubfoermiger oder feinkoerniger Brennstoffe
US2681852A (en) * 1948-05-28 1954-06-22 Texas Co Method for partial combustion of carbonaceous materials
FR1207478A (fr) * 1958-06-20 1960-02-17 Sumitomo Chemical Co Procédé de gazéification de charbon pulvérisé
DE1091268B (de) * 1953-09-29 1960-10-20 Texaco Development Corp Einrichtung zur Erzeugung eines Brenngases durch Vergasen eines festen feinzerteilten Brennstoffes
FR1314303A (fr) * 1962-02-09 1963-01-04 Koppers Gmbh Heinrich Procédé et dispositif pour la gazéification de poussier de charbon en suspension
DE1250046B (de) * 1967-09-14
US3607156A (en) * 1968-12-26 1971-09-21 Texaco Inc Hydrogen and carbon monoxide from slurries of solid carboniferous fuels
DE2044310A1 (en) * 1970-09-08 1972-03-16 Texaco Development Corp., New York, N.Y. (V.StA.) Synthesis gas prodn
DE2411086A1 (de) * 1974-03-08 1975-09-18 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren und vorrichtung zur verbesserung des kohlenstoff-vergasungsgrades bei der vergasung von kohlenstaub in der schwebe
US3988123A (en) * 1975-08-15 1976-10-26 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Gasification of carbonaceous solids
FR2369502A1 (fr) * 1976-11-01 1978-05-26 Inex Resources Inc Procede et appareil de combustion de matieres carbonees solides

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1250046B (de) * 1967-09-14
DE885766C (de) * 1942-01-18 1953-08-06 Koppers Gmbh Heinrich Einrichtung zur Vergasung staubfoermiger oder feinkoerniger Brennstoffe
US2681852A (en) * 1948-05-28 1954-06-22 Texas Co Method for partial combustion of carbonaceous materials
DE1091268B (de) * 1953-09-29 1960-10-20 Texaco Development Corp Einrichtung zur Erzeugung eines Brenngases durch Vergasen eines festen feinzerteilten Brennstoffes
FR1207478A (fr) * 1958-06-20 1960-02-17 Sumitomo Chemical Co Procédé de gazéification de charbon pulvérisé
FR1314303A (fr) * 1962-02-09 1963-01-04 Koppers Gmbh Heinrich Procédé et dispositif pour la gazéification de poussier de charbon en suspension
US3607156A (en) * 1968-12-26 1971-09-21 Texaco Inc Hydrogen and carbon monoxide from slurries of solid carboniferous fuels
DE2044310A1 (en) * 1970-09-08 1972-03-16 Texaco Development Corp., New York, N.Y. (V.StA.) Synthesis gas prodn
DE2411086A1 (de) * 1974-03-08 1975-09-18 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren und vorrichtung zur verbesserung des kohlenstoff-vergasungsgrades bei der vergasung von kohlenstaub in der schwebe
US3988123A (en) * 1975-08-15 1976-10-26 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Gasification of carbonaceous solids
FR2369502A1 (fr) * 1976-11-01 1978-05-26 Inex Resources Inc Procede et appareil de combustion de matieres carbonees solides

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372658A3 (en) * 1988-12-05 1990-09-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Constant volume tubular reactor
CN107033972A (zh) * 2017-05-09 2017-08-11 哈尔滨工业大学 一种带有吹扫气保护的干煤粉气流床气化炉烧嘴

Also Published As

Publication number Publication date
EP0064089B1 (de) 1984-12-05
ATE10645T1 (de) 1984-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011088628B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Flugstromvergasung fester Brennstoffe unter Druck
EP1027407B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von brenn-, synthese- und reduktionsgas aus festen brennstoffen
EP0095103B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas durch partielle Oxidation von Kohle-Wasser-Suspensionen
DE2952434C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen von festem, feinverteiltem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff in einem Schmelzbad, sowie Aufblaselanze hierfür
DE3019937C2 (de)
EP0180249B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Brenners
DE3530918C2 (de) Flugstrom-Kohlenstaub-Vergaser
DE69627475T2 (de) Brenner zur teiloxidation mit versenktem mundstück und mit einer druckgaszufuhr
DE2710154C2 (de) Unter Druck und hoher Temperatur arbeitender Gaserzeuger
DE2742222A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von gas aus festen brennstoffen
DE68902784T2 (de) Auswechselbarer quenchgas-injektionsring.
DE2918859A1 (de) Anlage zum entgasen und/oder vergasen von kohle
DE3741181C2 (de)
DE19806823C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennung vanadiumhaltiger Brennstoffe
DE3628866A1 (de) Reaktor zur kohlenstaubvergasung
DE3537758C2 (de)
EP0064089A1 (de) Vorrichtung zur Kohlenstaub-Druckvergasung
EP0533733B1 (de) Verfahren zum teilverbrennen von gebrauchten zelluloselösungen
DE3837586A1 (de) Vergasungsbrenner fuer eine anlage fuer die vergasung von festen brennstoffen
DE3017229A1 (de) Kohlestaub-druckvergasung
PL164928B3 (pl) Sposób prowadzenia urzadzenia do zgazowywania paliw stalych PL
DE1040734B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung oder Vergasung von Brennstoffen
DE2751911A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die vergasung von kohlenstaub
DE2736493A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verbrennen von kohle
AT219633B (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Verhüttung von Eisenerzen in der Wirbelschmelzkammer-Feuerung eines Dampferzeugers

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19811203

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH FR GB IT LU NL SE

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH FR GB IT LI LU NL SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 19841205

REF Corresponds to:

Ref document number: 10645

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19841215

Kind code of ref document: T

ET Fr: translation filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19850531

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19900328

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19900420

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Payment date: 19900430

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19900509

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19900522

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19900531

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19900607

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19910504

Ref country code: AT

Effective date: 19910504

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Effective date: 19910531

Ref country code: CH

Effective date: 19910531

Ref country code: BE

Effective date: 19910531

BERE Be: lapsed

Owner name: RUHRKOHLE A.G.

Effective date: 19910531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19911201

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19920131

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 81103343.0

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19950428

Year of fee payment: 15

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19960505

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 81103343.0