EP0716138A1 - Anlage für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases - Google Patents

Anlage für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases Download PDF

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EP0716138A1
EP0716138A1 EP94117069A EP94117069A EP0716138A1 EP 0716138 A1 EP0716138 A1 EP 0716138A1 EP 94117069 A EP94117069 A EP 94117069A EP 94117069 A EP94117069 A EP 94117069A EP 0716138 A1 EP0716138 A1 EP 0716138A1
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gas
heat exchanger
quench
propellant
cooling heat
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Johannes Dr. Kowoll
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Krupp Koppers GmbH
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • 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
    • C10J3/86—Other features combined with waste-heat boilers
    • 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
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas

Definitions

  • the invention relates to a system for the pressure gasification of finely divided fuels in the course of the production of a product gas, - with a gasification reactor, a quenching device for the raw gas emerging from the gasification reactor and with downstream heat exchangers, in which the quenching device is a mixing tube for mixing the raw gas entering therein with a quench gas.
  • the quench apparatus cools the raw gas to a temperature at which melted slag particles entrained by the raw gas from the gasification reactor solidify, so that they do not form deposits but can be discharged.
  • the downstream heat exchangers can be radiation heat exchangers and / or convection heat exchangers. In general, in the systems of the structure described and the intended use, the quench apparatus is cooled to a temperature of about 850 ° C.
  • the mixing tube of the quench apparatus is arranged in the flow direction of the raw gas upstream or downstream of a radiant heat exchanger. It is not surrounded by a heat exchanger for the quench gas.
  • a partial stream of the cooled product gas is used as the quench gas, which is drawn in with injectors, which in turn are operated with a partial stream of the gas which emerges from a convection heat exchanger.
  • the invention is based on the technical problem of simplifying the quenching apparatus and reducing the energy requirement for the quenching process in a system of the construction and the intended use described at the outset.
  • the invention starting from the system described at the outset, teaches that the mixing tube is surrounded by a gas cooling heat exchanger which has a device for supplying propellant gas, and that a partial stream of the raw gas mixed with the quenching gas is discharged from the device for supplying propellant gas Propellant gas can be introduced into the heat exchanger and enters the mixing tube as a quench gas when cooled.
  • the arrangement will be such that the gas cooling heat exchanger concentrically surrounds the mixing tube.
  • a quadrangular or polygonal shape of the mixing tube with heat exchanger surfaces arranged parallel to the walls of the mixing tube is also possible.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in this context in that the gas cooling heat exchanger has a plurality of hollow cylindrical heat exchanger walls, which are arranged at a radial distance from one another and divides the partial flow of the raw gas mixed with the quench gas into cylinder layer flows.
  • the heat exchanger walls can be membrane walls, pipes or the like.
  • the device for propellant gas also surrounds the mixing tube, for. B. has a plurality of driving nozzles distributed over the circumference.
  • the driving current of the raw gas mixed with the quench gas is distributed symmetrically around the axis of the mixing tube. This also applies to the quench gas when it enters the mixing tube and the gas cooling heat exchanger into which the mixture of the raw gas and the quench gas enters.
  • This mixture can flow from bottom to top or from top to bottom in the gas cooling heat exchanger.
  • the flow path from top to bottom is advantageous because solidified melt particles can be discharged downwards.
  • the invention is based on the knowledge that the mixing tube of a quench apparatus in a system of the construction described at the outset can be surrounded by a gas cooling heat exchanger without difficulty and without particular effort, in which the raw gas emerging from the mixing tube with its temperature of about 850 ° C. which has reached this raw gas by introducing the quench gas, can be cooled to a temperature which is sufficiently low for the quench process.
  • the propellant gas can help control the quenching process and cooling.
  • the device for supplying propellant gas has a device for controlling the flow of propellant gas and the sub-flow of the raw gas mixed with the quench gas and its cooling can be controlled via this submission.
  • the device for supplying propellant gas is connected to a supply device for cooled product gas and can be operated with cooled product gas.
  • the device for supplying propellant gas can be arranged in the region of the gas inlet of the gas cooling heat exchanger, but it can also be arranged in the region of the gas outlet of the gas cooling heat exchanger. It is also within the scope of the invention that a further mixing tube with surrounding gas cooling heat exchanger and device for propellant gas feed and partial flow branching from the mixture of raw gas and quench gas is arranged behind at least one of the heat exchangers downstream of the quench apparatus in the gas flow direction.
  • the plant according to the invention there is no problem in arranging the gasification reactor and the quench apparatus one above the other in a common pressure vessel.
  • the plant according to the invention is flexible with regard to the arrangement of the gasification reactor and the quench apparatus.
  • the gasification reactor and the quench reactor as well the quench reactor on the one hand and at least one downstream heat exchanger on the other hand can also be arranged in independent pressure vessels which are connected by gas conduction lines.
  • a further heat exchanger can also be arranged in the pressure vessel in which the gasification reactor and the quench apparatus are located.
  • the system shown in Fig. 1 is intended for the pressure gasification of finely divided fuels in the course of the production of a product gas.
  • the basic structure includes a gasification reactor 1, a quench apparatus 2 for the raw gas emerging from the gasification reactor 1 and downstream heat exchangers 3.
  • the downstream heat exchanger 3 above the quench apparatus 2 may be a radiant heat exchanger, e.g. B. act in the form of a high pressure steam heat exchanger, the downstream heat exchanger 3 is as a convection heat exchanger designed.
  • the quench apparatus 2 has a mixing tube 4 for mixing the raw gas entering it with a quench gas.
  • the mixing tube 4 is surrounded by a gas cooling heat exchanger 5 which has a device 6 for feeding in propellant gas.
  • a partial stream of the raw gas mixed with quench gas is introduced into the gas cooling heat exchanger 5 and cooled by the propellant gas exiting from the device 6 for propellant gas feed-in and then enters the mixing tube 4 as quench gas.
  • the gas cooling heat exchanger 5 surrounds the mixing tube 4 concentrically. It was indicated in FIGS.
  • the gas cooling heat exchanger 5 has a plurality of hollow cylindrical heat exchanger walls 7, which are arranged at a radial distance from one another and divides the partial flow of the raw gas mixed with the quench gas into cylinder layer flows.
  • the heat exchanger walls may be membrane walls or pipes.
  • the device 6 for feeding the propellant gas is connected to a feed device 8 for cooled product gas, which draws the propellant gas out of the outgoing product gas.
  • the device 6 for propellant gas feed can be operated in this way with cooled and cleaned product gas.
  • the device 6 for supplying propellant gas is arranged in the region of the gas outlet 9 of the gas cooling heat exchanger 5.
  • it could also be arranged in the area of the gas inlet 10.
  • a device 6 for propellant gas feed could also be arranged in the area of the gas inlet 10. It has not been shown that, in addition to the quench apparatus 2 described, another can be arranged behind a downstream heat exchanger 3.
  • the gasification reactor 1 and the quench apparatus 2 and at least one further heat exchanger 3 are arranged one above the other in a common pressure vessel 11.
  • a further pressure vessel 12 for a further heat exchanger 3 is connected downstream.
  • the two pressure vessels 11, 12 are connected via gas guide tubes 13.
  • the quench apparatus 2 and the device 6 for feeding the propellant gas allow a compact construction.
  • the pressure and energy losses are extremely small, only the pressure losses in the mixing tube 4 and in the gas cooling heat exchanger 5 can be overcome.
  • Deposits can form on the heat exchanger walls 7, but these are in a known manner, e.g. B. removable by tapping, shaking or soot blowing. You can leave the cooling heat exchanger unhindered.
  • a tapping device 14 has been indicated.
  • the heat is extracted from the partial flow of the gas mixture of product gas and quench gas at a high temperature level, so that it is possible to work with small heat exchange surfaces and consequently with a compact gas cooling heat exchanger 5.
  • Only a relatively low power compressor 15 is required for the propellant gas.
  • An approximately balanced gas temperature in the range of 600 ° C. to 1300 ° C. is reached in the mixing tube 4, at which entrained molten particles solidify.
  • the quench gas emerges from the gas cooling heat exchanger at a temperature of 200 ° C to 900 ° C. It can also be supplied to the mixing tube 4 by the propellant gas.
  • the optimal speed of the gas in the mixing tube 4 and in the gas cooling heat exchanger 5 is 6-10 m / s. It can be in a relatively wide range of 3 - 20 m / s.
  • the propellant gas should have a significantly higher speed, 40 m / s to the speed of sound.
  • the flow of propellant gas decreases with increasing speed.

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Abstract

Anlage für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases, - mit einem Vergasungsreaktor, einem Quenchapparat für das aus dem Vergasungsreaktor austretende Rohgas und mit nachgeschalteten Wärmetauschern. Der Quenchapparat weist ein Mischrohr für die Mischung des darin eintretenden Rohgases mit einem Quenchgas auf. Das Mischrohr ist von einem Gaskühlungswärmetauscher umgeben, der eine Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung aufweist. Ein Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases ist durch das aus der Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung austretende Treibgas in den Gaskühlungswärmetauscher einführbar. Es tritt gekühlt in das Mischrohr als Quenchgas ein. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases, - mit einem Vergasungsreaktor, einem Quenchapparat für das aus dem Vergasungsreaktor austretende Rohgas und mit nachgeschalteten Wärmetauschern, bei der der Quenchapparat ein Mischrohr für die Mischung des darin eintretenden Rohgases mit einem Quenchgas aufweist. - Der Quenchapparat kühlt das Rohgas auf eine Temperatur, bei der vom Rohgas aus dem Vergasungsreaktor mitgerissene schmelzflüssige Schlackepartikel erstarren, so daß sie keine Ablagerungen bilden, sondern ausgetragen werden können. Bei den nachgeschalteten Wärmetauschern kann es sich um Strahlungswärmetauscher und/oder um Konvektionswärmetauscher handeln. Im allgemeinen erfolgt bei den Anlagen des beschriebenen Aufbaus und der angegebenen Zweckbestimmung im Quenchapparat eine Abkühlung auf eine Temperatur von etwa 850° C.
  • Bei der bekannten Anlage, von der die Erfindung ausgeht (P 43 10 447.9 PatG § 3 (2)) ist das Mischrohr des Quenchappartes in Strömungsrichtung des Rohgases vor oder hinter einem Strahlungswärmetauscher angeordnet. Es ist von einem Wärmetauscher für das Quenchgas nicht umgeben. Als Quenchgas wird ein Teilstrom des gekühlten Produktgases verwendet, welches mit Injektoren angesaugt wird, die ihrerseits mit einem Teilstrom des Gases betrieben werden, der aus einem Konvektionswärmetauscher austritt.
  • Im übrigen ist es bekannt (US 39 63 457, PatG § 3 (1)), einen Teilstrom des kalten gereinigten Produktgases hinter einem Gaswäscher abzuziehen und mit Hilfe eines Kompressors zum Vergasungsreaktor zurückzuführen, wo er dem Rohgas als Quenchgas beigemischt wird. Die insoweit bekannten Maßnahmen sind in baulicher Hinsicht aufwendig und in energetischer Hinsicht verbesserungsbedürftig.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, bei einer Anlage des eingangs beschriebenen Aufbaus und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung den Quenchapparat zu vereinfachen und den Energiebedarf für den Quenchprozeß zu reduzieren.
  • Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, ausgehend von der eingangs beschriebenen Anlage, daß das Mischrohr von einem Gaskühlungswärmetauscher umgeben ist, der eine Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung aufweist, und daß ein Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases durch das aus der Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung austretende Treibgas in den Wärmetauscher einführbar ist und gekühlt in das Mischrohr als Quenchgas eintritt. Im allgemeinen wird man die Anordnung so treffen, daß der Gaskühlungswärmetauscher das Mischrohr konzentrisch umgibt. Auch eine 4-eckige oder beliebig vieleckige Form des Mischrohres mit parallel zu den Wänden des Mischrohres angeordneten Wärmetauscherflächen ist möglich. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskühlungswärmetauscher eine Mehrzahl von hohlzylindrischen Wärmetauscherwänden aufweist, die mit radialem Abstand voneinander angeordnet sind und den Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases in Zylinderschichtströme aufteilt. Die Wärmetauscherwände können Membranwände, Rohre oder dergleichen sein. Es versteht sich, daß die Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung ebenfalls das Mischrohr umgibt, z. B. eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Treibdüsen aufweist. Der Treibstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases verteilt sich symmetrisch um die Achse des Mischrohres. Das gilt auch für das Quenchgas bei Eintritt in das Mischrohr und in den Gaskühlungswärmetauscher, in den die Mischung aus dem Rohgas und dem Quenchgas eintritt. Diese Mischung kann in dem Gaskühlungswärmetauscher von unten nach oben oder von oben nach unten strömen. Der Strömungsweg von oben nach unten ist vorteilhaft, weil erstarrte Schmelzepartikel nach unten abgeführt werden können.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das Mischrohr eines Quenchapparates bei einer Anlage des eingangs beschriebenen Aufbaus ohne Schwierigkeiten und ohne besonderen Aufwand von einem Gaskühlungswärmetauscher umgeben werden kann, in dem das aus dem Mischrohr austretende Rohgas mit seiner Temperatur von etwa 850° C, die dieses Rohgas durch die Einführung des Quenchgases erreicht hat, auf eine für den Quenchprozeß ausreichend niedrige Temperatur gekühlt werden kann. Dabei kann das Treibgas zur Steuerung des Quenchprozesses und zur Kühlung beitragen.
  • Das kann zunächst dadurch geschehen, daß die Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung eine Einrichtung zur Steuerung des Treibgasmengenstromes aufweist und über diese Einreichung der Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases sowie dessen Kühlung steuerbar sind. Das kann auch dadurch geschehen, daß die Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung an eine Zuführeinrichtung für gekühltes Produktgas angeschlossen und mit gekühltem Produktgas betreibbar ist.
  • Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten zur weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage. Im Rahmen der Erfindung kann die Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung im Bereich des Gaseintritts des Gaskühlungswärmetauschers angeordnet sein, sie kann aber auch im Bereich des Gasaustritts des Gaskühlungswärmeaustauschers angeordnet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es weiterhin, daß in Gasströmungsrichtung hinter zumindest einem der dem Quenchapparat nachgeschalteten Wärmetauscher ein weiteres Mischrohr mit umgebendem Gaskühlungswärmetauscher und Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung und Teilstromabzweigung aus der Mischung aus Rohgas und Quenchgas angeordnet ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anlage besteht ohne weiteres die Möglichkeit, den Vergasungsreaktor und den Quenchapparat in einem gemeinsamen Druckbehälter übereinander anzuordnen. Die erfindungsgemäße Anlage ist jedoch in bezug auf die Anordnung des Vergasungsreaktors und des Quenchapparates flexibel. Der Vergasungsreaktor und der Quenchreaktor sowie der Quenchreaktor einerseits und zumindest ein nachgeschalteter Wärmetauscher andererseits können auch in selbständigen Druckbehältern angeordnet sein, die durch Gasführungsleitungen verbunden sind. Dabei kann auch in dem Druckbehälter, in dem sich der Vergasungsreaktor und der Quenchapparat befinden, ein weiterer Wärmetauscher angeordnet sein.
  • Im folgenden werden die Erfindung und durch die Erfindung erreichte Vorteile anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher behandelt. Es zeigen
    • Fig. 1
    das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage,
    Fig. 2
    im gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Anlage ist für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Vergasungsreaktor 1, ein Quenchapparat 2 für das aus dem Vergasungsreaktor 1 austretende Rohgas und nachgeschaltete Wärmetauscher 3. Bei dem nachgeschalteten Wärmetauscher 3 über dem Quenchapparat 2 mag es sich um einen Strahlungswärmetauscher, z. B. in Form eines Hochdruckdampfwärmetauschers, handeln, der in Strömungsrichtung nachgeschaltete Wärmetauscher 3 ist als Konvektionswärmetauscher ausgelegt. Der Quenchapparat 2 besitzt ein Mischrohr 4 für die Mischung des darin eintretenden Rohgases mit einem Quenchgas.
  • Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß das Mischrohr 4 von einem Gaskühlungswärmetauscher 5 umgeben ist, der eine Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung aufweist. Ein Teilstrom des mit Quenchgas gemischten Rohgases wird durch das aus der Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung austretende Treibgas in den Gaskühlungswärmetauscher 5 eingeführt und gekühlt und tritt danach in das Mischrohr 4 als Quenchgas ein. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung umgibt der Gaskühlungswärmetauscher 5 das Mischrohr 4 konzentrisch. Angedeutet wurde in den Fig. 1 und 2, daß der Gaskühlungswärmetauscher 5 eine Mehrzahl von hohlzylindrischen wärmetauscherwänden 7 aufweist, die mit radialem Abstand voneinander angeordnet sind und den Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases in Zylinderschichtströme aufteilt. Die wärmetauscherwände mögen Membranwände oder Rohre sein. Aus Maßstabsgründen wurde nicht gezeichnet, daß die Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung eine Einrichtung zur Steuerung des Treibgasmengenstromes aufweisen kann und daß über diese Einrichtung der Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases sowie dessen Kühlung bis auf Quenchgastemperatur steuerbar sind.
  • Im Rahmen der Erfindung kann grundsätzlich mit den verschiedensten Treibgasen gearbeitet werden, soweit diese mit dem Produktgas verträglich sind. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung an eine Zuführeinrichtung 8 für gekühltes Produktgas angeschlossen, die das Treibgas aus dem abgehenden Produktgas abzieht. Die Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung ist auf diese Weise mit gekühltem und gereinigtem Produktgas betreibbar.
  • Im Ausführungsbeispiel erkennt man, daß die Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung im Bereich des Gasaustritts 9 des Gaskühlungswärmetauschers 5 angeordnet ist. Sie könnte aber auch im Bereich des Gaseintritts 10 angeordnet sein. Es könnte auch zusätzlich im Bereich des Gaseintritts 10 eine Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung angeordnet werden. Nicht dargestellt wurde, daß neben dem beschriebenen Quenchapparat 2 ein weiterer hinter einem nachgeschalteten Wärmetauscher 3 angeordnet werden kann.
  • Im Ausführungsbeispiel sind der Vergasungsreaktor 1 und der Quenchapparat 2 sowie zumindest ein weiterer Wärmetauscher 3 in einem gemeinsamen Druckbehälter 11 übereinander angeordnet. Nachgeschaltet ist ein weiterer Druckbehälter 12 für einen weiteren Wärmetauscher 3. Die beiden Druckbehälter 11, 12 sind über Gasführungsrohre 13 verbunden.
  • Der Quenchapparat 2 und die Vorrichtung 6 zur Treibgaseinspeisung erlauben eine kompakte Bauweise. Die Druck- und Energieverluste sind außerordentlich klein, lediglich die Druckverluste im Mischrohr 4 und im Gaskühlungswärmetauscher 5 sind zu überwinden. Klebrige Schlackepartikel, die das Rohrgas mitbringt, erstarren im Mischrohr 4 und damit vor dem Eintritt in den Gaskühlungswärmetauscher. Erosionsphänomene, die im Quenchgas mitgeführte Partikel erzeugen könnten, sind selten und verhältnismäßig klein, da mit niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten dieses Gases gearbeitet werden kann. Zwar können sich an den Wärmetauscherwänden 7 Ablagerungen bilden, diese sind jedoch auf bekannte Art und Weise, z. B. durch Klopfen, Rütteln oder Rußblasen entfernbar. Sie können den Abkühlungswärmetauscher ungehindert verlassen. Eine Abklopfeinrichtung 14 wurde angedeutet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anlage erfolgt die Wärmeauskopplung aus dem Teilstrom der Gasmischung aus Produktgas und Quenchgas bei hohem Temperaturniveau, so daß mit kleinen wärmeaustauschflächen und folglich mit einem kompakten Gaskühlungswärmetauscher 5 gearbeitet werden kann. Für das Treibgas wird nur ein Verdichter 15 verhältnismäßig geringer Leistung benötigt. Im Mischrohr 4 wird eine annähernd ausgeglichene Gastemperatur im Bereich 600° C bis 1300° C erreicht, bei der mitgerissene schmelzflüssige Partikel erstarren. Das Quenchgas tritt aus dem Gaskühlungswärmetauscher mit einer Temperatur von 200° C bis 900° C aus. Es kann auch durch das Treibgas dem Mischrohr 4 zugeführt werden.
  • Die optimale Geschwindigkeit des Gases im Mischrohr 4 und im Gaskühlungswärmetauscher 5 liegt bei 6 - 10 m/s. Sie kann in einem relativ breiten Bereich von 3 - 20 m/s liegen.
  • Deutlich höhere Geschwindigkeit, 40 m/s bis Schallgeschwindigkeit, soll dagegen das Treibgas haben. Mit der steigenden Geschwindigkeit sinkt der Treibgasmengenstrom.

Claims (10)

  1. Anlage für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases, - mit
       einem Vergasungsreaktor (1),
       einem Quenchapparat (2) für das aus dem Vergasungsreaktor (1) austretende Rohgas und mit
       nachgeschalteten Wärmetauschern (3),
    wobei der Quenchapparat (2) ein Mischrohr (4) für die Mischung des darin eintretenden Rohgases mit einem Quenchgas aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (4) von einem Gaskühlungswärmetauscher (5) umgeben ist, der eine Vorrichtung (6) zur Treibgaseinspeisung aufweist, und daß ein Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases durch das aus der Vorrichtung (6) zur Treibgaseinspeisung austretende Treibgas in den Gaskühlungswärmetauscher (5) einführbar ist sowie gekühlt in das Mischrohr (4) als Quenchgas eintritt.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskühlungswärmetauscher (5) das Mischrohr (4) konzentrisch umgibt.
  3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskühlungswärmetauscher (5) eine Mehrzahl von hohlzylindrischen Wärmetauscherwänden (7) aufweist, die mit radialem Abstand voneinander angeordnet sind und den Teilstrom des mit dem Quenchgas gemischten Rohgases in Zylinderschichtströme aufteilt.
  4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6) zur Treibgaseinspeisung eine Einrichtung zur Steuerung des Treibgasmengenstromes aufweist und über diese Einrichtung der Teilstrom des mit Quenchgas gemischten Rohgases sowie dessen Kühlung auf Quenchtemperatur steuerbar sind.
  5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6) zur Treigaseinspeisung an eine Zuführeinrichtung (8) für gekühltes Produktgas angeschlossen und mit gekühltem Produktgas betreibbar ist.
  6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6) zur Treibgaseinspeisung im Bereich des Gasaustritts (9) des Gaskühlungswärmetauschers (5) angeordnet ist.
  7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6) zur Treibgaseinspeisung im Bereich des Gaseintritts (10) des Gaskühlungswärmetauschers (5) angeordnet ist.
  8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Gasströmungsrichtung hinter zumindest einem der dem Quenchapparat (2) nachgeschalteten Wärmetauscher (3) ein weiteres Mischrohr (4) mit umgebendem Gaskühlungswärmetauscher (5) und Vorrichtung zur Treibgaseinspeisung und Teilstromabzweigung aus dem mit dem Quenchgas gemischten Rohgas angeordnet ist.
  9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergasungsreaktor 1 und der Quenchapparat (2) sowie zumindest ein weiterer Wärmetauscher (3) in einem gemeinsamen Druckbehälter (11) übereinander angeordnet sind.
  10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergasungsreaktor (1) und der Quenchapparat (2) in einem Druckbehälter (11) und zumindest ein nachgeschalteter Wärmetauscher (3) in einem weiteren Druckbehälter (12) angeordnet sind, wobei die beiden Druckbehälter durch Rohrleitungen (13) verbunden sind.
EP94117069A 1994-10-28 1994-10-28 Anlage für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases Expired - Lifetime EP0716138B1 (de)

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