EP0894843A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vergasung kompaktierter und kompaktierfähiger organischer Materialien - Google Patents

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EP0894843A1
EP0894843A1 EP97113072A EP97113072A EP0894843A1 EP 0894843 A1 EP0894843 A1 EP 0894843A1 EP 97113072 A EP97113072 A EP 97113072A EP 97113072 A EP97113072 A EP 97113072A EP 0894843 A1 EP0894843 A1 EP 0894843A1
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EP
European Patent Office
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fuel
gasification
chamber
slag
oxygen
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97113072A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Dr.-Ing. Schingnitz
Horst Dr.-Ing. Kretschmer
Dietmar Dipl.-Ing. Degenkolb
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.)
BBP POWER PLANTS GMBH
Original Assignee
KRC Umwelttechnik GmbH
Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KRC Umwelttechnik GmbH, Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH filed Critical KRC Umwelttechnik GmbH
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Priority to JP19916198A priority patent/JPH11100583A/ja
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10J2300/1628—Ash post-treatment
    • C10J2300/1634—Ash vitrification

Definitions

  • the invention relates to a process for the gasification of compacted and compactable organic materials to a Co and H 2 -rich fuel gas and a device for carrying out the process.
  • such materials have to be roughly comminuted before gasification, thermally homogenized, thermally embrittled and then finely comminuted in a processing stage.
  • the thermal treatment is usually carried out in a pyrolysis stage, which includes a complex, problematic separation of the pyrolysis products into pyrolysis coke, pyrolysis gas and liquid products.
  • Such combined processes are known as the THERMOSELECT process from EP 0 520 086, NOELL CONVERSION PROCESS in DE 41 39 512 and VTA entrained flow gasification in EP 0 600 923 B1 and DE 41 23 406.
  • the invention has for its object to provide a gasification process that without thermal pretreatment and without fine grinding of agricultural and forestry products, waste paper, textiles and. ⁇ .
  • a hydrogen / carbon monoxide-rich fuel gas that is free of hydrocarbons, dioxins, furans and that provides a solid residue that can be recycled or simply deposited without further treatment.
  • the task is performed by a method according to the characteristics of the first and one Device according to the features of the fifth claim solved.
  • the sub-claims reflect advantageous embodiments of the invention.
  • the solution according to the invention provides that, in industry and agriculture, prepared, dimensionally defined bales of waste textiles, straw products are pressed by means of a stamp or pre-comminuted, lumpy or fibrous materials by means of a stuffing screw into a horizontal gasification chamber operated at approximately atmospheric pressure.
  • the temperature in the gasification chamber is kept above the melting temperature of the mineral constituents of the substances to be gasified, which occurs when the gasifier is started up by the pilot and auxiliary burner alone and in continuous operation by the partial oxidation of the substances to be gasified with oxygen.
  • Primary oxygen is blown into the fuel to be gasified directly at the end of the fuel channel, that is to say when it enters the gasification chamber, and secondly, secondary oxygen is blown up during the decay of the fuel train and when it falls into the slag pan surrounded by a cooling screen.
  • a reducing atmosphere is maintained in the gasification room. Due to the temperature between 1200 ° C and 1800 ° C, hydrocarbons and chlorinated hydrocarbons (dioxins, furans) are totally split and mineral components melted. The melt collects in a slag pan of the gasification chamber and runs over the slag drain body, which is standing vertically and protrudes into the gasification chamber, into the quench chamber.
  • the slag pan in the gasification chamber is formed by the cooling screen in such a way that a thick and dense, solid slag layer forms over the cooling screen by cooling the melt of the slag and protects the metallic part of the cooling screen with ceramic.
  • the H 2 - / CO-rich gasification gas also enters the quench chamber via the slag drain body, in which the gasification or raw gas is cooled with quench water below 100 ° C. and the slag is granulated in a glass-like manner, resistant to elution.
  • the raw gas emerges from the side of the quench chamber for further raw gas purification and desulfurization, and the granulate falls into a water immersion, from which it is mechanically discharged.
  • the conversion of the fuels to CO and H 2 , the reducing atmosphere in the gasification chamber and the melting of the mineral components of the fuels are monitored and controlled by means of a delay-free temperature measurement of the raw gas before it leaves the gasification chamber.
  • the fuel feed, the primary / secondary oxygen addition are regulated and the water vapor addition is controlled via the auxiliary burner.
  • an oxygen content measurement of the raw gas after the quenching is used, which serves as a plausibility check for the temperature measurement and control.
  • the cleaned raw gas, the clean gas becomes a gas engine Electrical power generation and the granulate as a building material for the building materials industry fed for recycling.
  • the self-generated clean gas can also be used as a fuel gas can be used for the pilot and auxiliary burner.
  • FIG. 1 shows a gasification device according to the invention as it is used to gasify fuel bales. These are fed via the fuel feed housing 1 into the fuel inlet channel 4, in which there is a stamp 3 which conveys the bale to the feed regulation device 5 via a stamp drive 2.
  • This feed regulating device 5 can be equipped with an endlessly rotating, speed-controlled driver belt, which conveys the fuel to the fuel channel end 6, into which the primary oxygen supply 13 opens.
  • the fuel channel end 6 opens into the combustion chamber 7, at one end of which primary oxygen nozzles 22 are arranged.
  • the secondary oxygen supply 11, the pilot and auxiliary burner 10 and the supply for fuel gas 26, oxygen 27 and water vapor 8 open into the combustion chamber 7.
  • the combustion chamber 7 is surrounded by a cooling screen 9, which forms a slag pan 8 in which the slag forms collects that can leave the combustion chamber 7 via a cooled slag drain body 14.
  • a temperature measurement, control and monitoring 24 is arranged opening into the combustion chamber 7.
  • the secondary oxygen supply 11 takes place via an oxygen ring line 12.
  • a quench chamber 16 is arranged under the gasification chamber 7, on which the quench water supply lines 15, a raw gas discharge 17 and a granulate discharge 18 are located. Furthermore, the oxygen measuring and monitoring point 29 is arranged on the raw gas discharge 17.
  • FIG. 2 shows the gasification device according to the invention, in which a stuffing screw 19 with a control drive is provided as a feed for the firing material. This is especially the case if the fuel to be entered is coarse fuel.
  • the primary oxygen supply 13, the cooling water inlet 20 and the cooling water outlet 21 are arranged on the fuel inlet channel.
  • This combustion chamber 7 is also controlled by a temperature measurement, regulation and monitoring 24 and is surrounded in its upper part by a refractory support structure 25 and in its lower part by a cooling screen 9.
  • the slag pan 8 is arranged in the lower part, into which a cooled slag drain body 14 projects.
  • the pilot and auxiliary burner 10, through which fuel gas 26, oxygen 27 and water vapor 28 reach the combustion chamber 7, projects through the cooling screen 9 from the other side.
  • the fuel in the case of the waste paper, is converted to CO / H 2 -rich fuel gas by the gasification reaction, whereby all hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons (dioxins, furans) decompose and the inert, mineral components of the fuel are melted and used as a cooling screen collect the trained slag tray 8 and reach the cooled slag drain body 14 into the gasification chamber 7 in order to leave the reaction chamber together with the raw gas.
  • the raw gas temperature measurement 24 monitors and controls the temperature in the combustion chamber 7 by regulating the temperature measurement signal, the feed of the fuel via the stuffing screw with control drive 19, the amount of oxygen 11 and the amount of water vapor 28, and the amount of oxygen in the raw gas 29.
  • the slag granules are discharged from the quench chamber 16 by means of discharge device 23, the raw gas exiting via the raw gas discharge 17 into the raw gas purification and desulfurization system.
  • the inventive method has the advantages that agricultural and forestry renewable raw materials, waste paper, textiles and the like without thermal pretreatment and without fine comminution in a hydrogen / carbon monoxide-rich fuel gas, which is free of hydrocarbons, dioxins, furans, are converted and that without Further after-treatment of usable and easy to deposit solid residue arises.

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vergasung kompaktierter und kompaktierfähiger organischer Materialien wie die land- und forstwirtschaftlich nachwachsenden Produkte Stroh, Schilf, Reisigholz bzw. wie die industriellen Restabfälle Altpapier, Textilien, fasrige brennbare Stoffe zu einem CO- und H2 - reichen Brenngas vorgestellt, wobei die dem Vergasungsverfahren zugeführten Materialien annähernd trocken sind, nach definierten Maßen gebündelt vorliegen oder nach einer groben Vorzerkleinerung dem Gaserzeuger, der bei annähernd Atmosphärendruck arbeitet, aufgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß das zu vergasende Material, der Brennstoff, als Ballen mit einem Stempel (3) und einer Vorschubregulierungseinrichtung (5) oder als loses, grobes Gut mit einer regelbaren Stopfschnecke (19) in einen Vergasungsraum (7) hineingefördert wird, der mittels eines Zünd- und Stützbrenners (10) auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der mineralischen Bestandteile des Brennstoffes aufgeheizt ist und der durch die Vergasung des Brennstoffes auf dieser Temperatur zwischen etwa 1200 bis 1800 °C gehalten wird, daß die Vergasungsreaktion und die Temperatur im Vergasungsraum (7) mittels der Rohgas-Temperaturmessung (24) überwacht und geregelt werden, indem das Temperaturmeßsignal den Vorschub (2, 5) des Brennstoffes, die Sauerstoffmenge (11) und die Wasserdampfmenge (28) verändert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung kompaktierter und kompaktierfähiger organischer Materialien zu einem Co- und H2-reichen Brenngas und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Das Verfahren ist überall dort einsetzbar, wo nachwachsende landwirtschaftliche sowie forstwirtschaftliche Produkte wie Stroh, Schilf, andere Halmprodukte, Reisigholz u. ä., Altpapier, Textilien, Wolle, fasrige brennbare Stoffe zu einem Brenngas verarbeitet werden sollen. Die Hauptmerkmale der zu verarbeitenden Stoffe sind
  • ihr annähernd trockener Zustand
  • ihre mangelnde Fließfähigkeit und Förderbarkeit
  • ihre schwierige, teils nicht mögliche Zerkleinerbarkeit zu feinkörnigen Gütern.
Nach bekanntem Stand der Technik müssen solche Materialien vor dem Vergasen grob vorzerkleinert, thermisch homogenisiert, thermisch versprödet und anschließend in einer Aufbereitungsstufe feinzerkleinert werden. Die thermische Behandlung erfolgt üblicherweise in einer Pyrolysestufe, zu der eine aufwendige, problematische Trennung der Pyrolyseprodukte in Pyrolysekoks, Pyrolysegas und Flüssigprodukte gehört. Solche kombinierte Verfahren sind als THERMOSELECT-Verfahren aus EP 0 520 086, NOELL-KONVERSIONSVERFAHREN in DE 41 39 512 und VTA-Flugstromvergasung in EP 0 600 923 B1 und DE 41 23 406 bekannt. Wegen der der Flugstrom- und auch der Festbettvergasung vorgeschalteten Trocknungs- und Pyrolysestufen fallen hohe Investitions- und Betriebskosten bei der Verwertung von Restabfall oder anderer anorganisch und organisch toxischer Stoffe an, so daß die annähernd schadstofffreie Produkte erzeugenden Vergasungsverfahren insbesondere gegenüber der Kompostierung, Deponie oder auch gegenüber der Verbrennung nicht konkurieren können. Einfache, einstufige Vergasungsverfahren im technischen Maßstab für nichtfließfähige, nichtförderbare Güter existieren nicht. Diese Stoffe sind allenfalls ohne vorherige aufwendige Aufbereitung einer Verwertung in Verbrennungsanlagen vorbehalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vergasungsverfahren zu schaffen, das ohne thermische Vorbehandlung und ohne Feinzerkleinerung von land- und forstwirtschaftlich nachwachsenden Produkten, Altpapier, Textilien u. ä. ein wasserstoff-/kohlenmonoxidreiches Brenngas, das frei von Kohlenwasserstoffen, Dioxinen, Furanen ist und das einen ohne weitere Nachbehandlung verwertbaren oder einfach zu deponierenden, festen Rückstand liefert.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des ersten und eine Vorrichtung nach den Merkmalen des fünften Patentanspruches gelöst.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder. Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß in der Industrie und Landwirtschaft vorbereitete, maßlich definierte Ballen von Alttextilien, Halmprodukten mittels eines Stempels oder vorzerkleinerte, stückige oder fasrige Stoffe mittels einer Stopfschnecke in einen bei annähernd Atmosphärendruck betriebenen, waagerecht liegenden Vergasungsraum gepreßt werden. Die Temperatur im Vergasungsraum wird oberhalb der Schmelztemperatur der mineralischen Bestandteile der zu vergasenden Stoffe gehalten, was beim Anfahren des Vergasers allein durch den Zünd- und Stützbrenner und im kontinuierlichen Betrieb zusätzlich durch die partielle Oxydation der zu vergasenden Stoffe mit Sauerstoff erfolgt. Primärsauerstoff wird einmal direkt am Brennstoffkanalende, d. h., bei Eintritt in den Vergasungsraum in den zu vergasenden Brennstoff eingeblasen, und zum anderen wird Sekundärsauerstoff während des Zerfalls des Brennstoffstranges sowie bei seinem Fallen in die mit einem Kühlschirm umgebene Schlackewanne aufgeblasen. Im Vergasungsraum wird eine reduzierende Atmosphäre aufrechtgehalten. Wegen der Temperatur zwischen 1200 °C und 1800 °C werden Kohlen- und Chlorkohlenwasserstoffe (Dioxine, Furane) total gespalten und mineralische Bestandteile aufgeschmolzen. Die Schmelze sammelt sich in einer Schlackewanne des Vergasungsraumes und läuft am senkrecht stehenden, in den Vergasungsraum hineinragenden Schlackeablaufkörper über in den Quenchraum hinein. Die Schlackewanne im Vergasungsraum wird durch den Kühlschirm so gebildet, daß sich über dem Kühlschirm durch Abkühlung der Schmelze der Schlacke eine dicke und dichte, feste Schlackeschicht bildet, die den metallischen Teil des Kühlschirmes keramisch schützt. Auch das H2 -/CO-reiche Vergasungsgas tritt über den Schlackeablaufkörper in den Quenchraum ein, in dem das Vergasungs- bzw. Rohgas mit Quenchwasser unter 100 °C abgekühlt und die Schlacke glasartig, eluationsfest granuliert wird. Das Rohgas tritt seitlich aus dem Quenchraum zur weiteren Rohgasreinigung und -entschwefelung aus, und das Granulat fällt in eine Wassertauchung, aus der es mechanisch ausgetragen wird.
Erfindungsgemäß werden die Umsetzung der Brennstoffe zu CO und H2, die reduzierende Atmosphäre im Vergasungsraum und das Aufschmelzen der mineralischen Bestandteile der Brennstoffe mittels einer verzögerungsfreien Temperaturmessung des Rohgases vor Austritt aus dem Vergasungsraum überwacht und gesteuert. In Abhängigkeit dieser Temperatur werden der Brennstoffvorschub, die Primär-/Sekundärsauerstoffzugabe geregelt und die Wasserdampfzugabe über den Stützbrenner gesteuert. Für die Betriebsführung und -überwachung wird eine Sauerstoffgehaltsmessung des Rohgases nach der Quenchung genutzt, die als Plausibilitätsnachweis für die Temperaturmessung und -regelung dient.
Das gereinigte Rohgas, das Reingas, wird einem Gasmotor zur Elektroenergieerzeugung und das Granulat als Baurohstoff der Baustoffindustrie zur Verwertung zugeführt. Das eigenerzeugte Reingas kann auch als Brenngas für den Pilot- und Stützbrenner verwendet werden.
Im folgenden wird die Erfindung an zwei Figuren und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Figur 1
erfindungsgemäße Vergasungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Stopfschnecke als Zuführeinrichtung,
Figur 2
erfindungsgemäße Vergasungsvorrichtung mit Stempel als Zuführeinrichtung
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vergasungseinrichtung, wie sie verwendet wird, um Brennstoffballen zu vergasen. Diese werden über das Brennstoffaufgabegehäuse 1 in den Brennstoffeinlaufkanal 4 aufgegeben, in dem sich ein Stempel 3 befindet, der über einen Stempelantrieb 2 den Ballen zur Vorschubregulierungseinrichtung 5 befördert. Diese Vorschubregulierungseinrichtung 5 kann mit einem endlos umlaufenden, geschwindigkeitsgeregelten Mitnehmerband ausgerüstet sein, das das Brenngut in das Brennstoffkanalende 6 befördert, in das die Primärsauerstoffzuführung 13 mündet. Das Brennstoffkanalende 6 mündet im Verbrennungsraum 7, an dessen einem Ende Primärsauerstoffdüsen 22 angeordnet sind. Weiterhin münden in den Verbrennungsraum 7 die Sekundärsauerstoffzuführung 11, der Zünd- und Stützbrenner 10 und die Zuführung für Brenngas 26, Sauerstoff 27 und Wasserdampf 8. Der Verbrennungsraum 7 ist von einem Kühlschirm 9 umgeben, der eine Schlackewanne 8 bildet, in der sich die Schlacke sammelt, die über einen gekühlten Schlackeablaufkörper 14 den Verbrennungsraum 7 verlassen kann. In den Verbrennungsraum 7 mündend ist eine Temperaturmessung, -regelung und - überwachung 24 angeordnet. Die Sekundärsauerstoffzuführung 11 erfolgt über eine Sauerstoffringleitung 12. Unter dem Vergasungsraum 7 ist ein Quenschraum 16 angeordnet, an dem sich die Quenschwasserzuführungen 15, eine Rohgasabführung 17 und ein Granulataustrag 18 befinden. Weiterhin ist an der Rohgasabführung 17 die Sauerstoffmeß- und -überwachungsstelle 29 angeordnet.
Die Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vergasungsvorrichtung, bei der als Zuführung für das Brenngut eine Stopfschnecke 19 mit Regelantrieb vorgesehen ist. Das ist vor allem dann der Fall, wenn das einzutragende Brenngut Brennrohstoffgrobgut ist. Dieses wird in das Brennstoffaufgabegehäuse 1 aufgegeben, von der Stopfschnecke 19 erfaßt und im Brennstoffeinlaufkanal 4 transportiert. Am Brennstoffeinlaufkanal sind die Primärsauerstoffzuführung 13, der Kühlwassereintritt 20 und der Kühlwasseraustritt 21 angeordnet. Das Brennstoffkanalende 6, welches von Primärsauerstoffdüsen 22 umgeben ist, mündet in den Verbrennungsraum 7 des Vergasungsreaktors. Dieser Verbrennungsraum 7 wird ebenfalls durch eine Temperaturmessung-, regelung und -überwachung 24 kontrolliert und ist in seinem oberen Teil durch eine Feuerfeststützkonstruktion 25 und in seinem unteren Teil von einem Kühlschirm 9 umgeben. Weiterhin im unteren Teil ist die Schlackewanne 8 angeordnet, in die ein gekühlter Schlackeablaufkörper 14 hineinragt. Durch den Kühlschirm 9 ragt von der anderen Seite der Zünd- und Stützbrenner 10, durch den Brenngas 26, Sauerstoff 27 und Wasserdampf 28 in den Verbrennungsraum 7 gelangen.
Weiterhin ragt eine Sekundärsauerstoffzuführung 11 aus einer Ringleitung 12 in den Verbrennungsraum 7. Durch den gekühlten Schlackeablaufkörper 14 gelangt die Schlacke in den Quenschraum 16, aus dem eine Rohgasabführung 17 und ein Granulataustrag 18 erfolgen. Die Quenschwasserzuführungen 15 sind am Quenschraum 16 im oberen Teil angeordnet. Unter dem Quenschraum 16 befindet sich eine Granulatauffang- und -austragvorrichtung 23. Weiterhin ist an der Rohgasabführung 17 eine Sauerstoffmeß- und -überwachungsstelle 29 angeordnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als loses, grobes Gut Altpapier mit der regelbaren Stopfschnecke 19 in den Verbrennungsraum 7 hineinbefördert, der mittels des Zünd- und Stützbrenners 10 auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der mineralischen Bestandteile des Brennstoffes aufgeheizt wird und der durch die Vergasung des Brennstoffes auf einer Temperatur zwischen 1200 und 1800 Grad gehalten wird. Dabei werden Primärsauerstoff 13 am Brennstoffkanalende 6 in den Brennstoff über Primärsauerstoffdüsen 22 eingeblasen, Sekundärsauerstoff 11 auf den in den Verbrennungsraum 7 einfallenden Brennstoff aufgeblasen und Wasserdampf 28 zur Temperaturmoderierung aufgegeben. Der Brennstoff, in dem Fall das Altpapier, wird durch die Vergasungsreaktion zu CO/H2-reichem Brenngas umgesetzt, wobei alle Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe (Dioxine, Furane) zersetzt und die inerten, mineralischen Bestandteile des Brennstoffes aufgeschmolzen werden und sich in der als Kühlschirm ausgebildeten Schlackewanne 8 sammeln und am gekühlten Schlackeablaufkörper 14 in den Vergasungsraum 7 gelangen, um gemeinsam mit dem Rohgas den Reaktionsraum zu verlassen. Die Rohgastemperaturmessung 24 überwacht und steuert die Temperatur im Verbrennungsraum 7, indem das Temperaturmeßsignal den Vorschub des Brennstoffes über die Stopfschnecke mit Regelantrieb 19, die Sauerstoffmenge 11 und die Wasserdampfmenge 28 sowie die Sauerstoffgehaltsmenge im Rohgas 29 geregelt werden. Durch die schroffe Abkühlung der flüssigen Schlacke und des Rohgases im Quenschraum 16 mittels Wasser über die Quenschwasserzuführung 15 entsteht ein verglastes, eluationsfestes Granulat, wodurch keine Rückbildung der Dioxine und Furane erfolgen kann. Das Schlackegranulat wird mittels Austragsvorrichtung 23 aus dem Quenschraum 16 ausgetragen, wobei das Rohgas über die Rohgasabführung 17 in das Rohgasreinigungs- und - entschwefelungssystem austritt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat die Vorteile, daß land- und forstwirtschaftlich nachwachsende Rohstoffe, Altpapier, Textilien und ähnliches ohne thermische Vorbehandlung und ohne Feinzerkleinerung in ein wasserstoff-/kohlenmonoxidreiches Brenngas, das frei von Kohlenwasserstoffen, Dioxinen, Furanen ist, umgewandelt werden und daß ein ohne weitere Nachbehandlung verwertbarer und einfach zu deponierender, fester Rückstand entsteht.
Bezugszeichen
1
Brennstoffaufgabegehäuse
2
Stempelantrieb
3
Stempel
4
Brennstoffeinlaufkanal
5
Vorschubregulierungseinrichtung
6
Brennstoffkanalende
7
Vergasungsraum
8
Schlackewanne
9
Kühlschirm
10
Zünd- und Stützbrenner
11
Sekundärsauerstoffzuführung
12
Sauerstoffringleitung
13
Primärsauerstoffzuführung
14
Gekühlter Schlackeablaufkörper
15
Quenchwasserzuführung
16
Quenchraum
17
Rohgasabführung
18
Granulataustrag
19
Stopfschnecke mit Regelantrieb
20
Kühlwassereintritt
21
Kühlwasseraustritt
22
Primärsauerstoffdüsen
23
Granulatauffang- und austragsvorrichtung
24
Temperaturmessung, -regelung, -überwachung
25
Feuerfeste Stützkonstruktion
26
Brenngas
27
Sauerstoff
28
Wasserdampf
29
Sauerstoffmeß- und Überwachungs-Stelle

Claims (9)

  1. Verfahren zur Vergasung kompaktierter und kompaktierfähiger organischer Materialien zu einem CO- und H2 -reichen Brenngas, wobei die dem Vergasungsverfahren zugeführten Materialien annähernd trocken sind, nach definierten Maßen gebündelt vorliegen oder nach einer groben Vorzerkleinerung dem Gaserzeuger, der bei annähernd Atmosphärendruck arbeitet, aufgegeben werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das zu vergasende Material, der Brennstoff, als Ballen mit einem Stempel (3) und einer Vorschubregulierungseinrichtung (5) oder als loses, grobes Gut mit einer regelbaren Stopfschnecke (19) in einen Vergasungsraum (7) hineingefördert wird, der mittels eines Zünd- und Stützbrenners (10) auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der mineralischen Bestandteile des Brennstoffes aufgeheizt ist und der durch die Vergasung des Brennstoffes auf dieser Temperatur zwischen etwa 1200 bis 1800 °C gehalten wird,
    daß die Vergasung des Brennstoffes mit Sauerstoff, wobei Primärsauerstoff (13) in den Brennstoff am Brennstoffkanalende (6) über Primärsauerstoffdüsen (22) eingeblasen und Sekundärsauerstoff (11) auf den in den Vergasungsraum (7) hineinfallenden Brennstoff aufgeblasen wird, durchgeführt wird und Wasserdampf (28) zur Temperaturmoderierung gesteuert aufgegeben wird,
    daß der Brennstoff durch die Vergasungsreaktion zu CO-/H2 -reichem Brenngas umgesetzt wird, alle Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe (Dioxine, Furane) zersetzt werden und die inerten mineralischen Bestandteile des Brennstoffes aufschmelzen und sich in der als Kühlschirm (9) ausgebildeten Schlackewanne (8) sammeln und am gekühlten Schlackeablaufkörper (14), der in den Vergasungsraum (7) hineinragt, gemeinsam mit dem Rohgas den Reaktionsraum verläßt,
    daß die Vergasungsreaktion und die Temperatur im Vergasungsraum (7) mittels der Rohgas-Temperaturmessung (24) überwacht und geregelt werden, indem das Temperaturmeßsignal den Vorschub (2, 5) des Brennstoffes, die Sauerstoffmenge (11) und die Wasserdampfmenge (28) verändert und die Sauerstoffgehaltsmessung im Rohgas (29) die Plausibilität der Temperaturmessung und -regelung wiedergibt,
    daß durch die schroffe Abkühlung der flüssigen Schlacke und des Rohgases im Quenchraum (16) durch Quenchwasserzuführung (15) ein verglastes, eluationsfestes Granulat gebildet wird und keine Rückbildung von Dioxinen, Furanen erfolgen kann, und
    daß das Schlackegranulat mittels einer Austragsvorrichtung aus dem Granulatauffang (23) ausgetragen wird und das Rohgas aus dem Quenchraum (16) in das Rohgasreinigungs- und - entschwefelungssystem übertritt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenngas für den Pilot- und Stützbrenner (10) eigenerzeugtes Reingas der Vergasungseinheit verwendet wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reingas der Vergasungseinheit zur Elektroenergieerzeugung mittels Gasmotoren eingesetzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Vergasungseinheit anfallende Granulat als Baurohstoff genutzt wird.
  5. Vergasungsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus,
    einer Vergasungsvorrichtung mit:
    einem Brennstoffaufgabegehäuse (1), an dessen
    Brennstoffeinlaufkanal (4)
    Brennstoffkanalende (6) eine Wasserkühlung (20, 21) mit Primärsauerstoffdüsen (22) angeordnet ist,
    einem liegenden Vergasungsraum (7) mit einer mit einem Kühlschirm (9) ausgekleideten Schlackewanne (8),
    einem gekühlten Schlackeablaufkörper (14), der in den Vergasungsraum (7) hinein übersteht und ein Schlackewehr bildet,
    einer Sekundärsauerstoffzuführung (11), die als gekühlte Blaslanze ausgebildet ist und auch als Mehrfacheinblasung gestaltet sein kann,
    einem Zünd- und Stützbrenner (10) für Brenngas (26), Sauerstoff (27) und mit einem Kanal für die Wasserdampfzugabe (28), wobei der Brenner (10) in Achse des Vergasungsraumes (7) oder geneigt in Richtung Schlackewanne (8) und Schlackeablaufkörper (14) montiert sein kann,
    einem Quenchraum (16) mit mehreren Düsen zur Quenchwasserzuführung (15),
    seitlichen Stutzen für die Rohgasabführung (17),
    einem unteren Granulataustrag (18) und -austragsvorrichtung (23),
    einer Vergasungssteuereinrichtung mit Temperaturmessung (24), Zuführeinrichtungen (3, 2, 5, 19) für das Verbrennungsgut,
    einer Zuführung von Wasserdampf (28) zur Temperaturmoderierung des Rohgases,
    einer feuerfesten Stützkonstruktion (25) für die Vergasungsvorrichtung.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    gekennzeichnet durch
    einen Stempel (3) mit Stempelantrieb (2) als Zuführeinrichtung.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    gekennzeichnet durch
    eine Stopfschnecke (19) mit Regelantrieb als Zuführeinrichtung.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    sich das Brennstoffkanalende (6) in Bewegungsrichtung des Brennstoffes konisch verjüngt und die Vorschubregulierungseinrichtung (5) ein endlos umlaufendes, geschwindigkeitsgeregeltes Mitnehmerband darstellt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Vergasungsraum (7) mit einem Kühlschirm (9) in der Weise versehen wird, -daß sich über dem Kühlschirm (9) durch Abkühlung der Schlackeschmelze eine dicke und dichte, feste Schlackeschicht bildet, die den metallischen Teil des Kühlschirms metallisch-keramisch schützt.
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