EP0748859B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Teilentkopplung von Schwelgaserzeugung und Schwelgasverbrauch bei einer Pyrolyseanlage - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
Definitions
- the invention relates to a method for the partial decoupling of Smoldering gas generation and smoldering gas consumption in a pyrolysis plant, which is generated in a pyrolysis reactor Carbonization gas is fed to a gas converter for conversion into cracked gas and the cracked gas as an environmentally friendly fuel is used.
- a Gas converter for conversion into cracked gas and the cracked gas as an environmentally friendly fuel is used.
- a Device suitable for carrying out the method.
- Fission gas is available, which can be used in sync with the generation got to.
- Generation and demand for pyrolysis gas are in usually out of sync as they are functions more independent Processes can be. With an excess supply of fission gas must therefore be flared if necessary.
- the inventor has the Task, a method and a device of to create the kind mentioned above, with which a handling of the pyrolysis oil is not required and which one is optimal Allow use of a commercially available gas converter.
- the object is achieved according to the invention solved in that the exiting from the pyrolysis reactor Smoldering gas flow before it enters the gas converter Adaptation of the cracked gas stream emerging from the gas converter to the respective fuel requirements with lower fuel requirements by at least partially condensing Smoldering gas reduced and with higher fuel requirements additional vaporization of condensed carbonization gas increased becomes.
- That part of the pyrolysis gas is called permanent gas understood that remains gaseous even at room temperature.
- pyrolysis gas is cracked on a high-temperature coke bed at 1200 ° C to CO, CO 2 , CH 4 and H 2 . After acid separation, this so-called cracked gas is available as an environmentally friendly fuel using commercially available gas scrubbing, for example to generate process heat.
- inventive sen process is carried out by the condensation of carbonization gas indirect cooling with water and the evaporation of condensed Smoldering gas or pyrolysis oil is preferably by indirect heating with hot air.
- condensation of carbonization gas indirect cooling with water and the evaporation of condensed Smoldering gas or pyrolysis oil is preferably by indirect heating with hot air.
- other coolants and heating agents it is also possible to use.
- preferred device with a carbonization gas generating Pyrolysis reactor and a gas converter connected downstream of it for converting the carbonization gas into cracked gas is according to the invention provided that between the pyrolysis reactor and the gas converter optionally with respect to the carbonization gas operable as a condenser or as a water heater Aggregate is arranged.
- the device has an optional cooling or Heatable container on which one Surrounds carbonization leading pipe.
- condensate container for the unit assigned to that with a heater for evaporation can be equipped with condensed carbonization gas.
- a unit 10 has a closed according to FIGS. 1 and 2 Container 12 with an inlet connector 14 and an outlet connector 16 for a cooling or flowing through the container 12 Heating medium.
- the container 12 encloses part of one Pyrolysis gas line 18 in which the carbonization gas or pyrolysis gas from a pyrolysis reactor not shown in the drawing to be led.
- the pyrolysis gas line 18 opens after the Emerges from the container 12 into a condensate container 20, the near the floor with a heating line 22 for evaporating Condensate or pyrolysis oil 24 is equipped.
- the condensate container 20 has in the area above the Condensate 24 receiving part a gas discharge line 26th on, via which from the pyrolysis gas line 18 into the condensate tank 20 transferred smoldering gas and possibly evaporated Condensate or pyrolysis oil 24 from the condensate container 20 emerges and one not shown in the drawing
- Commercially available gas converter for the generation of cracked gas supplied becomes.
- FIG. 1 shows the unit 10 in the “capacitor” operating state. That from the pyrolysis reactor via the pyrolysis gas line 18 emerging carbonization gas is through the container 12th flowing cooling water indirectly cooled, so that up the permanent gas adds practically the entire amount of carbonization gas Pyrolysis oil condensed and collected in the condensate container 20 becomes.
- the heater for the condensate tank 20 is not in operation, i.e. the heating line 22 is closed.
- FIG. 2 shows the unit 10 in the "instantaneous water heater" operating state. That from the pyrolysis reactor via the pyrolysis gas line 18 escaping carbonization gas is through the container 12 heating gas flowing through indirectly heated, creating a Condensation of the carbonization gas is prevented. In this operating state is the total amount of carbonization gas or pyrolysis gas available.
- the capacitor circuit 1 is selected.
- the flow heater circuit according to FIG. 2 is selected, possibly reinforced by the condensate heating.
- the choice of Circuit and the storage function of the condensate tank 20 bring about the desired decoupling of carbonization gas supply and carbonization consumption without handling the aromatic Pyrolysis oil is required. Only this decoupling makes the use of the environmentally friendly gas converter operational possible.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Teilentkopplung von
Schwelgaserzeugung und Schwelgasverbrauch bei einer Pyrolyseanlage,
wobei das in einem Pyrolysereaktor erzeugte
Schwelgas einem Gaswandler zur Umwandlung in Spaltgas zugeführt
und das Spaltgas als umweltfreundlicher Brennstoff
eingesetzt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine zur
Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Zur Trennung und Rückgewinnung von Aluminium und Kohlenwasserstoffverbindungen
aus mit organischen Verbindungen behafteten
Materialien durch Pyrolyse ist schon vorgeschlagen
worden, in einem dem Pyrolysereaktor nachgeschalteten Kondensator
das Pyrolyseöl aus dem Schwelgas für spätere Nutzung
abzuscheiden und nur das Permanentgas unmittelbar zur
Erzeugung von Prozesswärme zu nutzen. Dieses Verfahren hat
jedoch den Nachteil, dass das Handling des Pyrolyseöls wegen
seiner Konzentration an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen
unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen
erfolgen muss.
Andererseits stellt die online-Verknüpfung eines Pyrolysereaktors
mit einem Gaswandler ohne besondere Massnahmen
Spaltgas zur Verfügung, das erzeugungssynchron genutzt werden
muss. Erzeugung und Bedarf von Pyrolysegas sind aber in
der Regel nicht synchron, da sie Funktionen unabhängiger
Prozesse sein können. Bei einem Ueberangebot an Spaltgas
muss demzufolge notfalls abgefackelt werden.
Angesicht dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder die
Aufgabe gestellt, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welchen ein Handling
des Pyrolyseöls nicht erforderlich ist und welche einen optimalen
Einsatz eines handelsüblichen Gaswandlers ermöglichen.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäss
dadurch gelöst, dass der aus dem Pyrolysereaktor austretende
Schwelgasstrom vor seinem Eintritt in den Gaswandler zur
Anpassung des aus dem Gaswandler austretenden Spaltgasstromes
an den jeweiligen Brennstoffbedarf bei geringerem Brennstoffbedarf
durch zumindest teilweise Kondensation von
Schwelgas vermindert und bei höherem Brennstoffbedarf durch
zusätzliches Verdampfen von kondensiertem Schwelgas erhöht
wird.
Im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung wird unter
Schwelgas bzw. Pyrolysegas das unter Sauerstoffabschluss
oberhalb der Vergasungstemperatur organischer Verbindungen
entstehende Gasgemisch verstanden. Dieses aus Kohlenwasserstoffen
bestehende Gasgemisch kondensiert bei Abkühlung zu
einer Flüssigkeit von öliger Konsistenz, dem sogenannten
Pyrolyseöl. Durch erneutes Verdampfen kann das Pyrolyseöl
wieder in die Gasphase überführt werden und entspricht dann
bezüglich seiner Zusammensetzung wieder dem Schwelgas bzw.
Pyrolysegas.
Unter Permanentgas wird derjenige Anteil des Pyrolysegases
verstanden, der auch bei Raumtemperatur gasförmig bleibt.
Bei einem handelsüblichen Gaswandler wird Pyrolysegas an
einem Hochtemperatur-Koksbett bei 1200°C zu CO, CO2, CH4 und
H2 gecrackt. Dieses sogenannte Spaltgas steht nach Säureabscheidung
durch handelsübliche Gaswäsche als umweltfreundlicher
Brennstoff zur Verfügung, z.B. zur Erzeugung von Prozesswärme.
Bei einer bevorzugten Durchführungsart des erfindungsgemäs-
sen Verfahrens erfolgt die Kondensation von Schwelgas durch
indirekte Kühlung mit Wasser und die Verdampfung von kondensiertem
Schwelgas bzw. Pyrolyseöl wird vorzugsweise durch
indirekte Beheizung mit Heissluft durchgeführt. Selbstverständlich
ist es auch möglich, andere Kühl- und Heizmittel
einzusetzen.
Bei einer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens
bevorzugten Vorrichtung mit einem Schwelgas erzeugenden
Pyrolysereaktor und einem diesem nachgeschalteten Gaswandler
zur Umwandlung des Schwelgases in Spaltgas ist erfindungsgemäss
vorgesehen, dass zwischen dem Pyrolysereaktor
und dem Gaswandler ein bezüglich des Schwelgases wahlweise
als Kondensator oder als Durchlauferhitzer betreibbares
Aggregat angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen
Vorrichtung weist das Aggregat einen wahlweise mit Kühloder
Heizmittel beaufschlagbaren Behälter auf, der eine
Schwelgas führende Leitung umgibt.
Zur zeitweiligen Aufnahme von kondensiertem Schwelgas bzw.
Pyrolyseöl ist dem Aggregat bevorzugt ein Kondensatbehälter
zugeordnet, der mit einer Heizeinrichtung zur Verdampfung
von kondensiertem Schwelgas ausgestattet sein kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung;
diese zeigt schematisch in
- - Fig. 1
- einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Aggregat im Betriebszustand "Kondensator";
- - Fig. 2
- das Aggregat von Fig. 1 im Betriebszustand "Durchlauferhitzer".
Ein Aggregat 10 weist gemäss Fig. 1 und 2 einen geschlossenen
Behälter 12 mit einem Einlassstutzen 14 und einen Auslassstutzen
16 für ein den Behälter 12 durchströmendes Kühl- oder
Heizmedium auf. Der Behälter 12 umschliesst einen Teil einer
Pyrolysegasleitung 18, in der das Schwelgas bzw. Pyrolysegas
aus einem in der Zeichnung nicht dargestellten Pyrolysereaktor
geführt wird. Die Pyrolysegasleitung 18 mündet nach dem
Austritt aus dem Behälter 12 in einen Kondensatbehälter 20,
der in Bodennähe mit einer Heizleitung 22 zum Verdampfen von
Kondensat bzw. Pyrolyseöl 24 ausgestattet ist.
Der Kondensatbehälter 20 weist im Bereich oberhalb des das
Kondensat 24 aufnehmenden Teils eine Gasabführleitung 26
auf, über die das aus der Pyrolysegasleitung 18 in den Kondensatbehälter
20 überführte Schwelgas sowie ggf. verdampftes
Kondensat bzw. Pyrolyseöl 24 aus dem Kondensatbehälter
20 austritt und einem im der Zeichnung nicht dargestellten
handelsüblichen Gaswandler zur Erzeugung von Spaltgas zugeführt
wird.
Fig. 1 zeigt das Aggregat 10 im Betriebszustand "Kondensator".
Das aus dem Pyrolysereaktor über die Pyrolysegasleitung
18 austretende Schwelgas wird durch das den Behälter 12
durchströmende Kühlwasser indirekt gekühlt, so dass bis auf
das Permanentgas praktisch die gesamte Menge an Schwelgas zu
Pyrolyseöl kondensiert und im Kondensatbehälter 20 aufgefangen
wird. Die Heizvorrichtung für den Kondensatbehälter
20 ist nicht in Betrieb, d.h. die Heizleitung 22 ist geschlossen.
Fig. 2 zeigt das Aggregat 10 im Betriebszustand "Durchlauferhitzer".
Das aus dem Pyrolysereaktor über die Pyrolysegasleitung
18 austretende Schwelgas wird durch das den Behälter
12 durchströmende Heizgas indirekt beheizt, wodurch eine
Kondensation des Schwelgases verhindert wird. In diesem Betriebszustand
steht somit die gesamte Menge an Schwelgas
bzw. Pyrolysegas zur Verfügung. Wird darüber hinaus die
Heizvorrichtung für den Kondensatbehälter 20 eingeschaltet,
d.h. die Heizleitung 22 zusätzlich von Heizgas durchströmt,
dann steht zusätzlich das zu einem früheren Zeitpunkt im Kondensatbehälter
20 bereits abgeschiedene Pyrolyseöl nach
erneuter Ueberführung in die Gasphase wieder als Schwelgas
und damit nach dessen Umwandlung im Gaswandler als zusätzliches
Spaltgas zur Verfügung.
Aus der Betrachtung der Zeichnung ergibt sich ohne weiteres,
dass bei geringem Bedarf an Spaltgas die Kondensatorschaltung
gemäss Fig. 1 gewählt wird. Bei hohem Bedarf an Spaltgas
wird die Durchlauferhitzerschaltung gemäss Fig. 2 gewählt,
ggf. verstärkt durch die Kondensatbeheizung. Die Wahl der
Schaltung und die Speicherfunktion des Kondensatbehälters
20 bewirken die gewünschte Entkopplung von Schwelgasangebot
und Schwelgasverbrauch, ohne dass ein Handling des aromatischen
Pyrolyseöls erforderlich wird. Erst diese Entkopplung
macht den Einsatz des umweltfreundlichen Gaswandlers betriebsorganisatorisch
möglich.
Claims (7)
- Verfahren zur Teilentkopplung von Schwelgaserzeugung und Schwelgasverbrauch bei einer Pyrolyseanlage, wobei das in einem Pyrolysereaktor erzeugte Schwelgas einem Gaswandler zur Umwandlung des Schwelgases in Spaltgas zugeführt und das Spaltgas als umweltfreundlicher Brennstoff eingesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der aus dem Pyrolysereaktor austretende Schwelgasstrom vor seinem Eintritt in den Gaswandler zur Anpassung des aus dem Gaswandler austretenden Spaltgasstromes an den jeweiligen Brennstoffbedarf bei geringerem Brennstoffbedarf durch zumindest teilweise Kondensation von Schwelgas vermindert und bei höherem Brennstoffbedarf durch zusätzliches Verdampfen von kondensiertem Schwelgas erhöht wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation von Schwelgas durch indirekte Kühlung mit Wasser durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfung von kondensiertem Schwelgas durch indirekte Beheizung mit Heissluft durchgeführt wird.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Schwelgas erzeugenden Pyrolysereaktor und einem diesem nachgeschalteten Gaswandler zur Umwandlung des Schwelgases in Spaltgas,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Pyrolysereaktor und dem Gaswandler ein bezüglich des Schwelgases wahlweise als Kondensator oder als Durchlauferhitzer betreibbares Aggregat (10) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (10) einen wahlweise mit Kühl- oder Heizmittel beaufschlagbaren Behälter (12) aufweist, der eine Schwelgas führende Leitung (18) umgibt.
- Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aggregat (10) ein Kondensatbehälter (20) zur Aufnahme von kondensiertem Schwelgas zugeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatbehälter (20) mit einer Heizeinrichtung (22) zur Verdampfung von kondensiertem Schwelgas ausgestattet ist.
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