EP2007854A1 - Process and device for process-integrated hot gas purification from dust and gaseous constituents of a synthesis gas - Google Patents

Process and device for process-integrated hot gas purification from dust and gaseous constituents of a synthesis gas

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EP2007854A1
EP2007854A1 EP07726772A EP07726772A EP2007854A1 EP 2007854 A1 EP2007854 A1 EP 2007854A1 EP 07726772 A EP07726772 A EP 07726772A EP 07726772 A EP07726772 A EP 07726772A EP 2007854 A1 EP2007854 A1 EP 2007854A1
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EP
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reactor
gas
additives
synthesis gas
dust
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Withdrawn
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EP07726772A
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Oliver Neumann
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Spot Spirit Of Technology AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
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    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Definitions

  • thermal gasification processes has essentially produced three different gasifier types, the entrained flow gasifier, the fixed bed gasifier and the fluidized bed gasifier.
  • the entrained flow gasifier For the commercial gasification of biomass, primarily the fixed bed gasifier and the fluidized bed gasifier were further developed.
  • Literature for fluidized-bed gasification which forms part of this application can be found in the following literature: Wolfgang Adlroch, Rheinbraun AG, Hisaaki Sumitomo Heavy Industries, Ltd., Joachim Wolff, Karsten Radtke (Speaker), "High-Temperature Winkler Gasification of Municipal Solid Waste", Krupp Uhde GmbH, Gasification Technology Conference, San Francisco, California, USA; October 8-11, 2000; Conference Proceedings Literature for circulating fluidized bed in the composite system which is part of this application can be taken from the following literature: "Decentralized electricity and heat generation based on biomass gasification", R. Rauch, H. Hofbauer, lecture University of Leipzig 2004.
  • Literature for combination fixed bed (rotary tube) which is part of this application can be taken from the following literature: 30 MV Carbo V Biomass Gasifier for Municipal CHP; The CHP Project for the City of Aachen Dr Rudioff; Lecture Paris October 2005
  • gasification takes place in two stages.
  • the biomass is split at 500 0 C in their volatile and solid components.
  • the result is a tar-containing gas and additionally "charcoal".
  • the gas is burned at temperatures in excess of 1200 ° C, with tars decomposing into CO2 and H2. With the hot flue gas and the Charcoal is then produced a CO and H2-containing product gas.
  • the fluidized bed gasifiers can be subdivided into two processes, which differ in the heating of the fluidized bed, the circulating fluidized bed gasifier and the stationary fluidized bed gasifier.
  • Literature for desulfurization in a fluidized bed gasification which forms part of this application can be found in the following literature: Gasification of Lignite and Wood in the Lurgi Circulating Fluidized Be Gasifier; Research Project 2656-3; Final Report, August 1988, P. Mehrung, H.Vierrath; LURGI GmbH; for Electric Power Research Institute PaIo Alto Californic: ZWS Pressure Gasification in Combination Block Final Report BMFT FB 03 E 6384-A; P. Mehrung LURGI GmbH; Bewag
  • the object of the invention is a method and apparatus for process-integrated hot gas cleaning of dust and gaseous ingredients of a synthesis gas, which in the
  • Gasification occur, especially in the gasification of biomass.
  • the biomass is also gasified in a fluidized bed with steam as the oxidation and fluidizing medium.
  • this is a stationary fluidized bed with two specially developed pulse burners, which allow an indirect heat input into the fluidized bed located in the reactor.
  • the advantage compared to the fixed-bed gasifier and the circulating fluidized bed is the lack of pronounced temperature and reaction zones.
  • the fluidized bed consists of an inert bed material. This ensures a simultaneous sequence of the individual partial reactions and a homogeneous temperature (about 800 ° C.).
  • the process is virtually depressurised (up to a maximum of 0.5 bar) and is therefore technically easy to implement. It is characterized by a high economic efficiency.
  • the acquisition costs are among the aforementioned carburetor types.
  • the starting point for further use as fuel is the medium-calorific gas from the bio-synthesis gas plant (based on renewable raw materials), which after dedusting and scrubbing of condensable hydrocarbons (oil quench) via a turbo compressor to about 20 bar compressed and by the following process steps can be refined:
  • the process of the present invention based on the synthesis gas, is capable of producing 100 tons of biomass 23 tons of high-grade fuel.
  • the inventive method and the corresponding devices require a purification of the generated
  • Pulse burners (including pilot burner) energetically implement.
  • the system is based on the "in situ removal" of the gaseous pollutants in the reaction space of the steam converter or directly in the corresponding one
  • the pollutant components (sulfur) to be removed from the product gas are released directly during the gasification process.
  • An essential component of the presently described process is the direct chemical bonding of these with the components released from the starting materials by the addition of the adsorbent into the gasification reactor. This immediate adsorption immediately after release of the Pollutant components are referred to as "in situ" gas purification (im
  • the goal is the sulfur-containing gas components. (mainly H2S) with the help of aggregates such as limestone, dolomite or similar processed or naturally occurring aggregates.
  • aggregates such as limestone, dolomite or similar processed or naturally occurring aggregates.
  • this method can also be used for the sulfur accompanying substances of the same main group of the periodic table Se (selenium) and Te (Telur).
  • thermodynamic stability of the pollutants prevailing in the vapor splitter directly separates the pollutants sulfur, telur selenium with high efficiency, while the adsorption of chlorine requires more reactive adsorbents and an adaptation to the reaction temperatures.
  • the gaseous pollutant components forming in the reaction of the starting materials are transported to the solid particles of the adsorbents in the form of a two-phase reaction (gas-solid) by convection and diffusion of the pollutant to the adsorbent particle and react thermodynamically there stable salt. These particles are discharged with the grayling or partially separated into the gas purification stages downstream of the gas path, in particular in the multi-cyclone and the sintered metal fine filters, where they are selectively discharged.
  • the goal is the absorption or removal of chlorine, which is present as a chlorine radical and derived from organic chlorine compounds.
  • Other chlorine compounds for example the chlorine salts chlorides
  • chlorine salts chlorides are less relevant in the context of the process according to the invention.
  • the method can be extended to the group of halogens (Cl, J, Br, F) according to the thermodynamic properties of the individual components.
  • the absorbents or reactants are introduced in terms of process technology at the most suitable site for the respective task.
  • the injection into the external cyclone is expedient, especially to find suitable reaction conditions for the case of chlorine absorption.
  • control of the metering of additives takes place either via a ratio control with variable ratio between feedstock and additive or via a trim-back control, the reference variable reflecting the pollutant concentration measured in the synthesis gas.
  • the deposition of dust as a further step in the synthesis gas makes special demands on the deposition of extremely fine, high-carbon dust.
  • This gas purification stage consists of a multicyclone as pre-treatment stage and downstream of a filter unit.
  • the multi-cyclone consists of a battery of small cyclones, which are mounted in a housing on a support plate.
  • the incoming product gas (containing dust and adsorbent), distributed according to the flow resistance almost equally to the individual elements of the multi-cyclone. In these elements, the separation of a partial flow of the dust takes place (together with the adsorbent).
  • the gas leaves the apparatus, the dust collects together with the likewise deposited adsorbent in the funnel of the apparatus, from where the separated substances are discharged.
  • the second stage of this hot gas cleaning and dedusting consists of fine filters with sintered metal candles.
  • dust and laden Adsorbensan At these forms of the candles of the non-separated in the multicyclone stage dust and laden Adsorbensan turnover a filter cake, which causes in addition to the dust separation in particular in the case of the deposition of chlorine-containing pollutants without significant increase in Schadstoffadsorption.
  • Layer thickness and the low flow rate of the cake are essential parameters.
  • Fig. 1 shows the purification steps in a carburetor
  • Pulse burners is operated.
  • Fig. 1 shows a carburetor 11 with impulse burners 12 which are arranged in the central region of the carburetor 11, in order to form in this region a fluidized bed or a fluidized bed, which are preferably formed stationary.
  • the number of pulse burners can be determined variably. There are both one and two or more conceivable.
  • Starting materials 14 are introduced in the region of the pulse burner 12.
  • feedstocks can be biomass and other substances like. Lignite or secondary raw materials (such as municipal waste, Klarschlämme, waste etc from the food industry ..
  • the biomass is gasified in a fluidized bed, consisting of inert bed material in the range of about 800 0 C.
  • the pulse burner Q operated with Q (pkt) (In addition to the synthesis gas (product gas) produced in the reformer, the most varied fuel gas streams (from propane to natural gas and similar gases) can be used as the fuel gas, so that in particular in one Plant combination of these pulse burners for the combustion of so-called off-gases, which can be used as by-products in syntheses such as methanol synthesis, can be used and thus contributes to increasing the efficiency of an entire system.
  • This fuel gas comes in normal operation as a branch of the own production, that is the refining of the biomass to a new product: heating gas ( advicekalorisch).
  • the starting materials 14 additives are added, these may be calcium carbonate, limestone, dolomite or the like. These are inserted immediately in the area 1 of the impulse burner or in the fluidized bed or mixed with the feed before they are introduced into the fluidized bed. Alternatively, they may also be introduced directly into the reactor in the form of calcium carbonate, limestone, calcium hydroxide or the like.
  • the additive is preferably incorporated directly in the upper region of the reactor.
  • an absorption or removal of chlorine which is present as a chlorine radical and is usually derived from organic chlorine compounds by other additives.
  • These other additives are preferably hydrated lime or the like.
  • These additives 3, 4 are preferably injected into the dust separator 17 or the multi-cyclone. Of course, it is also conceivable to inject them directly into the reactor 11 or to add them to the starting materials 14.
  • control or regulation of the addition of the additives is carried out either via a ratio control with variable ratio between feedstock and additive or via a trim-back control, which are measured by sensors reference variables in the synthesis gas, then a conclusion can be made to the pollutants.
  • the dust components are separated.
  • different filters and separators are connected in series. Their residues are returned to the reactor. The return can be done at different locations. Below the pulse burner, above the pulse burner or directly into the Bed of burners.
  • cyclones 17 and multi-cyclones 18 are used, as well as filters, in particular fine filters 19, which may be formed as a downstream battery of sintered metal filters.
  • a cyclone 17 is connected downstream, wherein via a dust separation 21, a return can be done below or above the pulse burner.
  • an intermediate cooling takes place in a cooler 22 to temperatures between 150 and 700 0 C (above the dew point of the synthesis gas), and then cooled to be purified in a multicyclone.
  • the additive hydrated lime or the like can both in the cyclone
  • the synthesis gas is supplied in parallel or in series to a series of fine filters 19.
  • the residues of the fine filter and the multi-cyclone are collected in a dust separator 21 and fed back to the reactor at different points, as already described above.
  • the separated dust above or below the pulse burner can be supplied.

Abstract

The procedure for process-integrated gas purification of a synthesis gas encompasses the following steps: gasification of the substances used in a reactor with the use of an impulse burner; the addition of additives into the reactor or in the gas passage that follows the reactor for the purpose of removing sulfur-containing gas components to achieve in situ removal; elimination of dust particles in the synthesis gas in the gas passage that follows; return of the removed dust particles to the reactor.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur prozessintegrierten heißen Method and apparatus for process integrated hot
Gasreinigung von staub- und gasförmigen Inhaltsstoffen einesGas cleaning of dust and gaseous ingredients of a
Synthesegasessynthesis gas
Gebiet der Erfindung:Field of the invention:
Die Entwicklung thermischer Vergasungsverfahren hat im Wesentlichen drei unterschiedliche Vergasertypen hervorgebracht, den Flugstromvergaser, den Festbettvergaser und den Wirbelschichtvergaser Für die kommerzielle Vergasung von Biomassen wurden in erster Linie der Festbettvergaser und der Wirbelschichtvergaser weiterentwickelt .The development of thermal gasification processes has essentially produced three different gasifier types, the entrained flow gasifier, the fixed bed gasifier and the fluidized bed gasifier. For the commercial gasification of biomass, primarily the fixed bed gasifier and the fluidized bed gasifier were further developed.
Von den vielen unterschiedlichen technischen Ansätzen im Bereich der Festbettvergasung sei an dieser Stelle das Carbo- V- Verfahren exemplarisch dargestellt.Of the many different technical approaches in the field of fixed-bed gasification, the Carbo-V process is shown here as an example.
Literatur für Wirbelschichtvergasung die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: „High-Temperature Winkler Gasification of Municipal Solid Waste" ; Wolfgang Adlhoch, Rheinbraun AG, Hisaaki Sumitomo Heavy Industries, Ltd., Joachim Wolff, Karsten Radtke (Speaker), Krupp Uhde GmbH; Gasification Technology Conference; San Francisco, California, USA;Oktober 8-11, 2000; Conference Proceedings Literatur für Zirkulierende Wirbelschicht im Verbundsystem die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: „Dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung auf Basis Biomasse-Vergasung"; R. Rauch, H. Hofbauer; Vortrag Uni Leipzig 2004. „Zirkulierende Wirbelschicht, Vergasung mit Luft Operation Experience with CfB - Technology for Waste ütilisation at a Cement Production Plant" R.Wirthwein, P. Scur, K. -F. Scharf - Rüdersdorfer Zement GmbH,Literature for fluidized-bed gasification which forms part of this application can be found in the following literature: Wolfgang Adlhoch, Rheinbraun AG, Hisaaki Sumitomo Heavy Industries, Ltd., Joachim Wolff, Karsten Radtke (Speaker), "High-Temperature Winkler Gasification of Municipal Solid Waste", Krupp Uhde GmbH, Gasification Technology Conference, San Francisco, California, USA; October 8-11, 2000; Conference Proceedings Literature for circulating fluidized bed in the composite system which is part of this application can be taken from the following literature: "Decentralized electricity and heat generation based on biomass gasification", R. Rauch, H. Hofbauer, lecture University of Leipzig 2004. "circulating fluidized bed, gasification with Air Operation Experience with CfB - Technology for Waste Utilization at a Cement Production Plant "R.Wirthwein, P. Scur, K. -F. Scharf - Rüdersdorfer Zement GmbH,
H. Hirschfelder - Lurgi Energie und Entsorgungs GmbH;7th. International Conference on Circulating Fluidized Bed Technologies; Niagara Falls Mai 2002.H. Hirschfelder - Lurgi Energy and Entsorgungs GmbH; 7th. International Conference on Circulating Fluidized Bed Technologies; Niagara Falls May 2002.
Literatur für Kombination Festbett (Drehrohr) die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden : 30 MV Carbo V Biomass Gasifier for Municipal CHP; The CHP Project for the City of Aachen Matthias Rudioff; Vortrag Paris Oktober 2005Literature for combination fixed bed (rotary tube) which is part of this application can be taken from the following literature: 30 MV Carbo V Biomass Gasifier for Municipal CHP; The CHP Project for the City of Aachen Matthias Rudioff; Lecture Paris October 2005
Literatur für Kombination für die Festbettvergasung (chlackeabstichvergaser) die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: Operation Results of the BGL Gasifier at Schwarze Pumpe Dr. Hans-Joachim Sander SVZ; Dr. Georg Daradimos, HansjobstLiterature for combination for the fixed bed gasification (chlackeabstichvergaser) which is part of this application can be taken from the following literature: Operation Results of the BGL Gasifier at Schwarze Pumpe dr. Hans-Joachim Sander SVZ; Dr. Georg Daradimos, Hansjobst
Hirschfelder Envirotherm; Gasification Technologies 2003; San Francisco California; October 12-15 2003; Conference ProceedingsHirschfelder Envirotherm; Gasification Technologies 2003; San Francisco California; October 12-15 2003; Conference Proceedings
Bei dem Carbo-V-Verfahren findet die Vergasung in zwei Stufen statt. Zunächst wird die Biomasse bei 5000C in ihre flüchtigen und festen Bestandteile aufgespalten. Es entsteht ein teerhaltiges Gas und zusätzlich "Holzkohle" . Das Gas wird bei Temperaturen von mehr als 1200°C verbrannt, wobei die Teere in CO2 und H2 zerfallen. Mit dem heißen Rauchgas und der Holzkohle wird anschließend ein CO- und H2-haltiges Produktgas erzeugt .In the Carbo-V process, gasification takes place in two stages. First, the biomass is split at 500 0 C in their volatile and solid components. The result is a tar-containing gas and additionally "charcoal". The gas is burned at temperatures in excess of 1200 ° C, with tars decomposing into CO2 and H2. With the hot flue gas and the Charcoal is then produced a CO and H2-containing product gas.
Aufgrund des hohen technischen und ökonomischen Aufwandes, bedingt durch das hohe Druckniveau (bis 40 bar) , sind diese Vergasertypen für die Vergasung von Biomasse (die regional anfällt und bedeutenden Einfluss auf die Kosten für Logistik und Verarbeitung hat) gänzlich ungeeignet.Due to the high technical and economic costs, due to the high pressure level (up to 40 bar), these carburettor types are completely unsuitable for the gasification of biomass (which is regionally produced and has a significant impact on the costs of logistics and processing).
Die Wirbelschichtvergaser lassen sich in zwei Verfahren unterteilen, die sich in der Aufwärmung des Wirbelbettes unterscheiden, den Zirkulierenden Wirbelschichtvergaser und den stationären Wirbelschichtvergaser.The fluidized bed gasifiers can be subdivided into two processes, which differ in the heating of the fluidized bed, the circulating fluidized bed gasifier and the stationary fluidized bed gasifier.
Literatur für Enstschwefelung in einer Wirbelschichtvergasung die Bestandteil dieser Anmeldung ist kann der folgenden Literatur entnommen werden: Gasification of Lignite and Wood in the Lurgi Circulating Fluidized Be Gasifier; Research Project 2656-3; Final Report, August 1988, P. Mehrung, H.Vierrath; LURGI GmbH; for Electric Power Research Institute PaIo Alto Californic: ZWS-Druckvergasung im Kombiblock Schlußbericht BMFT FB 03 E 6384-A; P. Mehrung LURGI GmbH; BewagLiterature for desulfurization in a fluidized bed gasification which forms part of this application can be found in the following literature: Gasification of Lignite and Wood in the Lurgi Circulating Fluidized Be Gasifier; Research Project 2656-3; Final Report, August 1988, P. Mehrung, H.Vierrath; LURGI GmbH; for Electric Power Research Institute PaIo Alto Californic: ZWS Pressure Gasification in Combination Block Final Report BMFT FB 03 E 6384-A; P. Mehrung LURGI GmbH; Bewag
In Güssing (Österreich) wurde Anfang 2002 eine allotherme, zirkulierende Wirbelschicht-Vergasungsanlage in Betrieb genommen. Die Biomasse wird in einer Wirbelschicht mit Dampf als Oxidationsmittel vergast. Zur Wärmebereitstellung für den Vergasungsprozess wird ein Teil der in der Wirbelschichtentstehenden Holzkohle in einer zweiten Wirbelschicht verbrannt. Durch die Vergasung unter Dampf wird ein Produktgas erzeugt. Nachteilig wirken sich die hohen Anschaffungskosten der Anlagentechnik und ein überhöhter Aufwand für die Prozessregelung aus.In Güssing (Austria), an allothermal, circulating fluidized bed gasification plant was put into operation in early 2002. The biomass is gasified in a fluidized bed with steam as the oxidant. To provide heat for the gasification process, part of the charcoal produced in the fluidized bed is burned in a second fluidized bed. The gasification under steam produces a product gas. Disadvantageous are the high initial costs of the system technology and an excessive effort for the process control.
Eines der wesentlichen Probleme bei allen Ansätzen ist die Reinigung der Abgase. Überblick über die Erfindung:One of the main problems with all approaches is the cleaning of the exhaust gases. Overview of the invention:
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren und Vorrichtung zur prozessintegrierten heißen Gasreinigung von staub- und gasförmigen Inhaltsstoffen eines Synthesegases, die bei derThe object of the invention is a method and apparatus for process-integrated hot gas cleaning of dust and gaseous ingredients of a synthesis gas, which in the
Vergasung entstehen, insbesondere bei der Vergasung von Biomasse .Gasification occur, especially in the gasification of biomass.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Kein bekanntes anderes Verfahren ist in der Lage, ein hochwertiges Synthesegas zu konkurrenzlos niedrigen Preisen - als Ergebnis verhältnismäßig geringer Investitionen - unter der Vorgabe von C02-Reduktion herzustellen bzw. dieses einer energetischen Nutzung zuzuführen und dieses gleichzeitig nach entsprechender Kühlung und Reinigung - als Brennstoff zu verarbeiten.This object is achieved by an invention having the features of the independent claims. No other known process is capable of producing a high quality syngas at unrivaled low prices - as a result of relatively low investment - subject to C02 reduction or energetic use, and at the same time, after appropriate cooling and purification, as fuel to process.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Biomasse ebenfalls in einer Wirbelschicht mit Dampf als Oxidations- und Fluidisiermedium vergast. Allerdings handelt es sich hier um eine stationäre Wirbelschicht mit zwei eigens entwickelten Impulsbrennern, die einen indirekten Wärmeeintrag in das im Reaktor befindliche Wirbelbett ermöglichen.In the present invention, the biomass is also gasified in a fluidized bed with steam as the oxidation and fluidizing medium. However, this is a stationary fluidized bed with two specially developed pulse burners, which allow an indirect heat input into the fluidized bed located in the reactor.
Der Vorteil im Vergleich zum Festbettvergaser und zur zirkulierenden Wirbelschicht ist das Fehlen ausgeprägter Temperatur- und Reaktionszonen. Die Wirbelschicht besteht aus einem inertem Bettmaterial. Dadurch wird ein gleichzeitiger Ablauf der einzelnen Teilreaktionen und eine homogene Temperatur (ca. 8000C) gewährleistet. Das Verfahren ist nahezu drucklos (bis max. 0,5 bar) und ist somit technisch problemlos umsetzbar. Es zeichnet sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit aus. Die Anschaffungskosten liegen unter den vorgenannten Vergasertypen . Ausgangspunkt für eine weitergehende Nutzung als Treibstoff ist das mittelkalorische Gas aus der Bio-Synthesegasanlage (auf der Basis nachwachsender Rohstoffe) , das nach der Entstaubung und dem Auswaschen kondensierbarer Kohlenwasserstoffe (ÖL-Quench) über einen Turboverdichter auf ca. 20 bar verdichtet und durch die folgenden Prozessschritte veredelt werden kann:The advantage compared to the fixed-bed gasifier and the circulating fluidized bed is the lack of pronounced temperature and reaction zones. The fluidized bed consists of an inert bed material. This ensures a simultaneous sequence of the individual partial reactions and a homogeneous temperature (about 800 ° C.). The process is virtually depressurised (up to a maximum of 0.5 bar) and is therefore technically easy to implement. It is characterized by a high economic efficiency. The acquisition costs are among the aforementioned carburetor types. The starting point for further use as fuel is the medium-calorific gas from the bio-synthesis gas plant (based on renewable raw materials), which after dedusting and scrubbing of condensable hydrocarbons (oil quench) via a turbo compressor to about 20 bar compressed and by the the following process steps can be refined:
Gasreinigung und CO2-Entfernung über eine Rectisol-Anlage - Optimierung des Verhältnisses H2 zu CO über das Shift- VerfahrenGas purification and CO2 removal via a Rectisol system - optimization of the ratio of H2 to CO via the shift method
Fischer-Tropsch-SyntheseFischer-Tropsch synthesis
- Abgabe an einen favorisierten Hydro-Cracker / Produktion Diesel mit höchstem Cetan. Als Ergebnis bleibt festzuhalten, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf der Grundlage des Synthesegases in der Lage ist, aus 100 to Biomasse 23 to hochwertigen Treibstoff herzustellen .- Delivery to a favored hydro-cracker / production diesel with highest cetane. As a result, it should be noted that the process of the present invention, based on the synthesis gas, is capable of producing 100 tons of biomass 23 tons of high-grade fuel.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen bedingen eine Reinigung des erzeugtenThe inventive method and the corresponding devices require a purification of the generated
Synthesegases, um dieses in den eigens entwickeltenSynthesis gas to this in the specially developed
Impulsbrennern (einschließlich Pilotbrenner) energetisch umzusetzen. Das System basiert auf der „In-Situ-Entfernung" der gasförmigen Schadstoffe im Reaktionsraum des Dampfumwandlers oder unmittelbar in der entsprechendenPulse burners (including pilot burner) energetically implement. The system is based on the "in situ removal" of the gaseous pollutants in the reaction space of the steam converter or directly in the corresponding one
Gasstrecke .Gas line.
Die aus dem Produktgas zu entfernenden Schadstoffkomponenten (Schwefel-) werden beim Vergasungsprozess direkt freigesetzt. Wesentlicher Bestandteil des vorliegend beschriebenen Verfahrens ist die direkte chemisch Bindung dieser mit den aus den Einsatzstoffen freigesetzten Komponenten durch die Zufügung des Adsorbens in den Vergasungsreaktor. Diese unmittel bare Adsorbtion sofort nach Freisetzung der Schadstoffkomponenten wird als „In - Situ" Gasreinigung (imThe pollutant components (sulfur) to be removed from the product gas are released directly during the gasification process. An essential component of the presently described process is the direct chemical bonding of these with the components released from the starting materials by the addition of the adsorbent into the gasification reactor. This immediate adsorption immediately after release of the Pollutant components are referred to as "in situ" gas purification (im
Falle der Entfernung schwefelhaltiger Komponenten als Entschwefelung) bezeichnet. Die fragliche Schwefelkomponente wird damit direkt am Ort der Entstehung, d.h. in der Reaktionszone der Vergasung mittels des Additivs (praktisch während der Entstehung) adsorbiert, der Schwefel (bzw. die Homologen Selen und Telur) reagieren dabei zu den Sulfiden, Seleniden und Teluriden. Diese Verfahrensweise ist aus Anwendungen in Verbrennungsprozessen und ähnlichen Vergasungsverfahren bekannt (Lit.: 6; 7 ) .Ähnliche Prozesse sind für andere Verbrennungen und Vergasungen in der Literatur beschrieben worden.Case of removal of sulfur-containing components as desulfurization). The sulfur component in question is thus directly at the place of formation, i. adsorbed in the reaction zone of the gasification by means of the additive (practically during the formation), the sulfur (or the homologues selenium and telur) react to the sulfides, selenides and telurides. This procedure is known from applications in combustion processes and similar gasification processes (Ref .: 6, 7). Similar processes have been described for other burns and gasification in the literature.
n einem ersten Schritt ist das Ziel, die schwefelhaltigen Gaskomponenten . (in der Hauptsache H2S) mit Hilfe von Zuschlagsmaterialien wie Kalkstein, Dolomit oder ähnlichen aufbereiteten beziehungsweise natürlich vorkommende Zuschlagsstoffen zu entfernen.In a first step, the goal is the sulfur-containing gas components. (mainly H2S) with the help of aggregates such as limestone, dolomite or similar processed or naturally occurring aggregates.
Neben der Entfernung schwefelhaltiger Komponenten lässt sich diese Methode auch anwenden für die den Schwefel begleitenden Stoffe der gleichen Hauptgruppe des Periodensystems Se (Selen) und Te (Telur) .In addition to the removal of sulfur-containing components, this method can also be used for the sulfur accompanying substances of the same main group of the periodic table Se (selenium) and Te (Telur).
Untersuchungen an diesen Verfahren zeigen, dass bei den im Dampfspalter vorherrschenden Reaktionstemperaturen auf Grund der thermodynamischen Stabilität die Schadstoffe Schwefel, Telur Selen mit hoher Effizient direkt abgeschieden werden, während die Adsorption von Chlor einmal reaktivere Adsorbentien verlangt und eine Anpassung an die Reaktionstemperaturen. Die gasförmigen sich bei der Umsetzung der Einsatzstoffe bildenden (In Situ) Schadstoffkomponenten werden an den Feststoffpartikeln der Adsorbentien in Form einer Zweiphasenreaktion (Gas - Feststoff) durch Konvektion und Diffusion der Schadstoff an das Adsorbenspartikel transportiert und reagieren dort zu einem thermodynamisch stabilen Salz. Diese Partikeln werden mit der Äsche ausgeschleust oder zum Teil in den im Gasweg nachgeschalteten Gasreinigungsstufen, insbesondere im Multizyklon und den Sintermetall -Feinfiltern abgeschieden und dort selektiv ausgeschleust.Investigations of these processes show that the thermodynamic stability of the pollutants prevailing in the vapor splitter directly separates the pollutants sulfur, telur selenium with high efficiency, while the adsorption of chlorine requires more reactive adsorbents and an adaptation to the reaction temperatures. The gaseous pollutant components forming in the reaction of the starting materials are transported to the solid particles of the adsorbents in the form of a two-phase reaction (gas-solid) by convection and diffusion of the pollutant to the adsorbent particle and react thermodynamically there stable salt. These particles are discharged with the grayling or partially separated into the gas purification stages downstream of the gas path, in particular in the multi-cyclone and the sintered metal fine filters, where they are selectively discharged.
Im zweiten Schritt ist das Ziel, die Absorption respektive Entfernung von Chlor, das als Chlor Radikal vorliegt und aus organischen Chlorverbindungen stammt. Andere Chlorverbindungen (z.B. die Chlorsalze Chloride) sind im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens weniger relevant.In the second step, the goal is the absorption or removal of chlorine, which is present as a chlorine radical and derived from organic chlorine compounds. Other chlorine compounds (for example the chlorine salts chlorides) are less relevant in the context of the process according to the invention.
Das Verfahren lässt sich auf die Gruppe der Halogene (Cl, J, Br, F) entsprechend der thermodynamischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten ausweiten. Die Absorbentien oder Reaktanten werden prozesstechnisch an der für die jeweilige Aufgabe geeignetsten Stelle eingebracht. Neben einer direkten Aufgabe entweder als Zuschlag zum Einsatzstoff oder der direkten Dosierung in den Dampfumwandler ist die Eindüsung in den externen Zyklon zielführend, insbesondere um für den Fall der Chlorabsorption geeignete Reaktionsbedingungen vorzufinden .The method can be extended to the group of halogens (Cl, J, Br, F) according to the thermodynamic properties of the individual components. The absorbents or reactants are introduced in terms of process technology at the most suitable site for the respective task. In addition to a direct task either as a supplement to the feedstock or the direct metering in the steam converter, the injection into the external cyclone is expedient, especially to find suitable reaction conditions for the case of chlorine absorption.
Generell erfolgt die Regelung der Dosierung von Additiven entweder über eine Verhältnisregelung mit variablem Verhältnis zwischen Einsatzstoff und Additiv oder über eine Trimm-Back- Regelung, wobei die Führungsgröße die im Synthesegas gemessene Schadstoffkonzentration reflektiert .In general, the control of the metering of additives takes place either via a ratio control with variable ratio between feedstock and additive or via a trim-back control, the reference variable reflecting the pollutant concentration measured in the synthesis gas.
Die Abscheidung der Staubanteile als weiterer Schritt im Synthesegas stellt besondere Anforderungen an die Abscheidung des extrem feinen, hoch kohlenstoffhaltigen Staubes. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nach Zwischenkühlung auf Temperaturen zwischen 150 und 700 0C (oberhalb des Taupunktes des Synthesegases) die Entstaubung in einem Multizyklon und einer nachgeschalteten Batterie vonThe deposition of dust as a further step in the synthesis gas makes special demands on the deposition of extremely fine, high-carbon dust. In the context of the method according to the invention is carried out after intermediate cooling to temperatures between 150 and 700 0 C (above the dew point of the synthesis gas) the dedusting in one Multicyclone and a downstream battery of
Sintermetallfiltern .Sintered metal filters.
Diese Gasreinigungsstufe (Entstaubung) besteht aus einem Multizyklon als Vorreingungsstufe und nachgeschaltet einer Filtereinheit. Der Multizyklon besteht aus einer Batterie von kleinen Zyklonen, die in einem Gehäuse auf einer Trägerplatte befestigt sind. Das eintretende Produktgas (das Staub und Adsorbens enthält), verteilt sich entsprechend der Strömungswiderstände nahezu gleichmäßig auf die einzelnen Elemente des Multizyklons. In diesen Elementen erfolgt die Abrennung eines Teilstrom des Staubes (zusammen mit dem Adsorbens) . Das Gas verlässt den Apparat, der Staub sammelt sich zusammen mit dem ebenfalls abgeschiednen Adsorbens im Trichter des Apparates, von wo aus die abgeschiednen Substanzen ausgeschleust werden.This gas purification stage (dedusting) consists of a multicyclone as pre-treatment stage and downstream of a filter unit. The multi-cyclone consists of a battery of small cyclones, which are mounted in a housing on a support plate. The incoming product gas (containing dust and adsorbent), distributed according to the flow resistance almost equally to the individual elements of the multi-cyclone. In these elements, the separation of a partial flow of the dust takes place (together with the adsorbent). The gas leaves the apparatus, the dust collects together with the likewise deposited adsorbent in the funnel of the apparatus, from where the separated substances are discharged.
Die zweite Stufe diese heißen Gasreinigung und Entstaubung besteht aus Feinfiltern mit Sintermetallkerzen. An diesen bildet sich an den Kerzen von den in der Multizyklonstufe nicht abgeschiedenen Staub- und beladenen Adsorbensanteilen ein Filterkuchen, der neben der Staubabscheidung insbesondere im Falle der Abscheidung von Chlor - haltigen Schadstoffen ohne deutliche Erhöhung der Schadstoffadsorption bewirkt. Außerdem besteht die Möglichkeit nochmals gezielt Adsorbens in diesen Bereich zu dosieren. Schichtdicke und die niedrige Durchströmungsgeschwindigkeit des Kuchens sind dabei wesentliche Parameter.The second stage of this hot gas cleaning and dedusting consists of fine filters with sintered metal candles. At these forms of the candles of the non-separated in the multicyclone stage dust and laden Adsorbensanteilen a filter cake, which causes in addition to the dust separation in particular in the case of the deposition of chlorine-containing pollutants without significant increase in Schadstoffadsorption. In addition, it is possible to selectively meter adsorbent in this area again. Layer thickness and the low flow rate of the cake are essential parameters.
Figuren Beschreibung:Figures Description:
Die Figur dient zur Beschreibung de Ablaufs des Verfahrens und zum besseren Verständnis der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform. Fig. 1 zeigt die Reinigungsstufen in einem Vergaser, der mitThe figure is intended to describe the operation of the method and to better understand the following detailed description of the preferred embodiment. Fig. 1 shows the purification steps in a carburetor, with
Impulsbrennern betrieben wird.Pulse burners is operated.
Bevorzugte Ausführungsform: Die Fig. 1 zeigt einen Vergaser 11 mit Impulsbrennern 12, die im mittleren Bereich des Vergasers 11 angeordnet sind, um in diesem Bereich eine Wirbelschicht bzw. ein Wirbelbett zu bilden, die vorzugsweise stationär ausgebildet sind. Die Anzahl der Impulsbrenner ist variabel bestimmbar. Es sind sowohl einer als auch zwei oder mehr denkbar.Preferred embodiment: Fig. 1 shows a carburetor 11 with impulse burners 12 which are arranged in the central region of the carburetor 11, in order to form in this region a fluidized bed or a fluidized bed, which are preferably formed stationary. The number of pulse burners can be determined variably. There are both one and two or more conceivable.
In den Vergaser wird Dampf als Oxidations- und Fluidisiermedium 13 eingeleitet. Andere Fluidisiermedium, wie Syngas oder CO2 sind ebenfalls denkbar. Ferner werden Einsatzstoffe 14 im Bereich der Impulsbrenner 12 eingeführt. Diese Einsatzstoffe können Biomasse und andere Stoffe sein wie. Braunkohle oder Sekundärrohstoffe (wie Siedlungsabfälle, Klarschlämme, Abfälle aus der Nahrungsmittelindustrie etc.. Die Biomasse wird in der Wirbelschicht, die aus inertem Bettmaterial besteht, im Bereich von ca. 8000C vergast. Die Impulsbrenner werden mit Q(pkt) betrieben Q (pkt) bedeutet Wärmestrom und meint die Reaktionsenthalphie (d.h. den Heizwert) des eingesetzten Brenngases. Als Brenngas kann neben dem im Reformer hergestellten Synthesegas (Produktgas) die verschiedensten Brenngasströme (von Propan bis Erdgas und ähnliche Gase) eingesetzt werden, so dass sich insbesondere in einem Anlagenverbund dieser Impulsbrenner für die Verbrennung sogenannter Off-Gase, die sozusagen als Nebenprodukte bei Synthesen wie der Methanolsynthese entstehen, eingesetzt werden kann und somit zur Wirkungsgradsteigerung einer Gesamtanlage beiträgt.Steam is introduced into the gasifier as the oxidation and fluidization medium 13. Other Fluidisiermedium, such as syngas or CO2 are also conceivable. Furthermore, starting materials 14 are introduced in the region of the pulse burner 12. These feedstocks can be biomass and other substances like. Lignite or secondary raw materials (such as municipal waste, Klarschlämme, waste etc from the food industry .. The biomass is gasified in a fluidized bed, consisting of inert bed material in the range of about 800 0 C. The pulse burner Q operated with Q (pkt) ( In addition to the synthesis gas (product gas) produced in the reformer, the most varied fuel gas streams (from propane to natural gas and similar gases) can be used as the fuel gas, so that in particular in one Plant combination of these pulse burners for the combustion of so-called off-gases, which can be used as by-products in syntheses such as methanol synthesis, can be used and thus contributes to increasing the efficiency of an entire system.
Dieses Brenngas kommt im Regelbetrieb als Zweig aus der Eigenproduktion, das ist die Veredlung der Biomasse zu einem neuen Produkt : Heizgas (mittelkalorisch) . Für einen ersten Reinigungsschritt zur Entfernung von schwefelhaltigen Gaskomponenten, vorzugsweise H2S, werden den Einsatzstoffen 14 Additive beigefügt, diese können Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit oder ähnliches sein. Diese werden unmittelbar im Bereich 1 der Impulsbrenner bzw. in das Wirbelbett eingefügt oder mit dem Einsatzstoff vermischt bevor sie in das Wirbelbett eingeführt werden. Alternativ können sie auch direkt in den Reaktor in Form von Kalziumkarbonat, Kalkstein, Kalziumhydroxid oder ähnlichem eingeführt werden 2. Hierbei wird das Additiv vorzugsweise direkt im oberen Bereich des Reaktors eingefügt.This fuel gas comes in normal operation as a branch of the own production, that is the refining of the biomass to a new product: heating gas (mittelkalorisch). For a first cleaning step to remove sulfur-containing gas components, preferably H 2 S, the starting materials 14 additives are added, these may be calcium carbonate, limestone, dolomite or the like. These are inserted immediately in the area 1 of the impulse burner or in the fluidized bed or mixed with the feed before they are introduced into the fluidized bed. Alternatively, they may also be introduced directly into the reactor in the form of calcium carbonate, limestone, calcium hydroxide or the like. Here, the additive is preferably incorporated directly in the upper region of the reactor.
In einem weiteren Schritt erfolgt eine Absorption bzw. Entfernung von Chlor, das als Chlor Radikal vorliegt und in der Regel aus organischen Chlorverbindungen stammt durch weitere Additive. Bei diesen weiteren Additiven handelt es sich vorzugsweise um Kalkhydrat oder ähnlichem. Diese Additive 3, 4 werden vorzugsweise in den Staubabscheider 17 oder den Multi-Zyklon eingedüst. Es ist natürlich auch denkbar, diese direkt in den Reaktor 11 einzudüsen oder in die Einsatzstoffe 14 beizugeben.In a further step, an absorption or removal of chlorine, which is present as a chlorine radical and is usually derived from organic chlorine compounds by other additives. These other additives are preferably hydrated lime or the like. These additives 3, 4 are preferably injected into the dust separator 17 or the multi-cyclone. Of course, it is also conceivable to inject them directly into the reactor 11 or to add them to the starting materials 14.
Die Steuerung oder Regelung der Zugabe der Additive erfolgt entweder über eine Verhältnisreglung mit variablem Verhältnis zwischen Einsatzstoff und Additiv oder über ein Trimm-Back- Regelung, wobei über Sensoren Führungsgrößen im Synthesegas gemessen werden, durch die dann ein Rückschluss auf die Schadstoffe gemacht werden kann.The control or regulation of the addition of the additives is carried out either via a ratio control with variable ratio between feedstock and additive or via a trim-back control, which are measured by sensors reference variables in the synthesis gas, then a conclusion can be made to the pollutants.
In einem weiteren Schritt erfolgt eine Abscheidung der Staubanteile. Hierbei werden unterschiedliche Filter und Abscheider hintereinander geschaltet. Ihre Rückstände werden wiederum in den Reaktor zurückgeführt. Die Rückführung kann dabei an unterschiedlichen Stellen erfolgen. Unterhalb der Impulsbrenner, oberhalb der Impulsbrenner oder direkt in das Bett der Brenner. Bevorzugt werden Zyklone 17 und MultiZyklone 18 eingesetzt, sowie Filter, insbesondere Fein-Filter 19, die als eine nachgeschaltete Batterie von Sintermetallfiltern ausgebildet sein können. In einem ersten Schritt wird ein Zyklon 17 nachgeschaltet, wobei über eine Staubabscheidung 21 eine Rückführung unterhalb oder oberhalb der Impulsbrenner erfolgen kann.In a further step, the dust components are separated. Here, different filters and separators are connected in series. Their residues are returned to the reactor. The return can be done at different locations. Below the pulse burner, above the pulse burner or directly into the Bed of burners. Preferably, cyclones 17 and multi-cyclones 18 are used, as well as filters, in particular fine filters 19, which may be formed as a downstream battery of sintered metal filters. In a first step, a cyclone 17 is connected downstream, wherein via a dust separation 21, a return can be done below or above the pulse burner.
Danach erfolgt eine Zwischenkühlung in einem Kühler 22 auf Temperaturen zwischen 150 und 7000C (oberhalb des Taupunktes des Synthesegases), um dann gekühlt in einen Multizyklon gereinigt zu werden.Thereafter, an intermediate cooling takes place in a cooler 22 to temperatures between 150 and 700 0 C (above the dew point of the synthesis gas), and then cooled to be purified in a multicyclone.
Die Additive Kalkhydrat oder ähnliches können sowohl im ZyklonThe additive hydrated lime or the like can both in the cyclone
17 als auch im Multizyklon 18 zugeführt werden.17 as well as in the multi-cyclone 18 are supplied.
Danach wird das Synthesegas parallel oder seriell einer Reihe von Feinfiltern 19 zugeführt.Thereafter, the synthesis gas is supplied in parallel or in series to a series of fine filters 19.
Die Rückstände der Feinfilter und des Multizyklons werden in einem Staubabscheider 21 aufgefangen und wieder dem Reaktor an unterschiedlichen Stellen, wie bereits oben beschrieben wurde, zugeführt. So kann der abgeschiedene Staub oberhalb oder unterhalb der Impulsbrenner zugeführt werden. The residues of the fine filter and the multi-cyclone are collected in a dust separator 21 and fed back to the reactor at different points, as already described above. Thus, the separated dust above or below the pulse burner can be supplied.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
I Additive Aufgabe zusammen mit Einsatzstoff 2 Additive Aufgabe direkt in den ReaktorI Additive task together with feedstock 2 Additive task directly into the reactor
3 Additive Aufgabe in H"Heiß"-Zyklon3 Additive task in H "hot" cyclone
4 Additiv-Aufgabe in Multizyklon4 Additive task in multicyclone
A Additiv Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit oder ähnliches B Additiv Kalziumkarbonat, Kalkstein, Kalziumhydroxid oder ähnlichesA additive calcium carbonate, limestone, dolomite or similar B additive calcium carbonate, limestone, calcium hydroxide or similar
C, C* Additiv Kalkhydrat oder ähnlichesC, C * additive hydrated lime or similar
II Reaktor, Vergaser 12 Impulsbrenner 13 FluidisiermediumII reactor, carburetor 12 impulse burner 13 fluidizing medium
14 Einsatzstoffe14 starting materials
15 Additive 16Q(pkt) 17 Zyklon 18 Multi-Zyklon15 Additive 16Q (pkt) 17 Cyclone 18 Multi-cyclone
19 Fein-Filter19 fine filters
20 Staubabscheider20 dust collectors
21 Staubabscheider21 dust collector
22 Kühler/Wärmetauscher 22 cooler / heat exchanger

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur prozessintegrierten Gasreinigung eines Synthesegases, umfassend die folgenden Schritte:A process for process-integrated gas purification of a synthesis gas, comprising the following steps:
- Vergasen der Einsatzstoffe in einem Reaktor durch die Verwendung von Impulsbrennern;- gasifying the feedstocks in a reactor through the use of pulse burners;
- Zugabe von Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von schwefelhaltigen Gaskomponenten, um eine In-Situ-Adding additives to the reactor or the gas line following the reactor to remove sulfur-containing gas components to provide an in-situ
Entfernung zu erreichen;Distance to reach;
- Abscheidung von Staubanteilen im Synthesegas in der nachgeschalteten Gasstrecke;- Separation of dust in the synthesis gas in the downstream gas line;
- Zurückführung der abgeschiedenen Staubanteile in den Reaktor.- Return of the deposited dust particles in the reactor.
2. Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend einen weiteren Schritt, bei dem die Zugabe von Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von Chlor erfolgt .2. The method according to the preceding claim, comprising a further step, wherein the addition of additives into the reactor or the gas subsequent to the reactor to remove chlorine takes place.
3. Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Additive zur Entfernung von Chlor in einem oder mehreren nachgeschalteten Zyklonen beigefügt werden.3. The method according to the preceding claim, wherein the additives for removing chlorine in one or more downstream cyclones are added.
4. Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Additive sowohl in einem Zyklon eingeführt werden, bei dem das Synthesegas noch nicht wesentlich abgekühlt ist, und als auch in einen zweiten Zyklon eingeführt werden, nach dem das Synthesegas abgekühlt wurde .4. The process according to the preceding claim, wherein the additives are introduced both in a cyclone in which the synthesis gas has not yet substantially cooled, and also introduced into a second cyclone, after which the synthesis gas has been cooled.
5. Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Zwischenkühlung in einem Kühler auf Temperaturen zwischen 150 und 7000C, insbesondere oberhalb des5. The method according to the preceding claim, wherein an intermediate cooling in a cooler to temperatures between 150 and 700 0 C, in particular above the
Taupunktes des Synthesegases, erfolgt.Dew point of the synthesis gas, takes place.
6. Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Chlor durch6. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the chlorine by
Einspritzen von Kalkhydrat oder ähnlichen Stoffen als Additiv entfernt wird.Injecting lime hydrate or similar substances is removed as an additive.
7. Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schwefelhaltigen7. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the sulfur-containing
Gaskomponenten mit Additiven umfassend einem oder mehreren der folgenden: Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit, Kalziumhydroxid ähnlichen Stoffen entfernt werden.Gas components with additives comprising one or more of the following: calcium carbonate, limestone, dolomite, calcium hydroxide-like substances are removed.
8. Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Additiven zum Entfernen der schwefelhaltigen Gaskomponenten an einer oder mehreren der folgenden Stellen beigefügt werden: Zum Einsatzstoff, direkt in den Bereich des8. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the additives for removing the sulfur-containing gas components are added at one or more of the following points: The feedstock, directly in the range of
Impulsbrenners, oberhalb der Impulsbrenners.Burner burner, above the pulse burner.
9. Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei im mittleren Bereich des Reaktors mindestens ein Impulsbrenner angeordnet ist, um in diesem Bereich ein Wirbelbett zu bilden, das vorzugsweise stationär ausgebildet ist.9. The method according to one or more of the preceding claims, wherein in the central region of the reactor, at least one pulse burner is arranged to form in this area a fluidized bed, which is preferably formed stationary.
10. Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der10. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the deposition of the
Staubanteile durch hintereinander geschaltete Zyklone oder Multi-Zyklone und Feinfilter erfolgt, deren Rückstände vorzugsweise über eine Staubabscheidung in den Reaktor zurückgeführt werden. Dust fractions are carried out by cyclones or multi-cyclones and fine filters connected in series, whose residues are preferably returned to the reactor via a dust separation.
11. Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zwischen der Reinigung in den Zyklonen eine Kühlung des Synthesegases erfolgt.11. The method according to the preceding claim, wherein there is a cooling of the synthesis gas between the cleaning in the cyclones.
12. Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückführung der abgeschiedenen Staubanteile an einer oder mehreren Stellen im Reaktor erfolgt umfassend: Unterhalb des Impulsbrenners, oberhalb des Impulsbrenners oder direkt in das Bett des Impulsbrenners.12. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the return of the deposited dust particles at one or more points in the reactor is carried out comprising: Below the pulse burner, above the pulse burner or directly into the bed of the pulse burner.
13. Vorrichtung zur prozessintegrierten Gasreinigung eines Synthesegases, umfassend die folgende Komponenten: - Reaktor mit mindestens einem Impulsbrenner, indem13. An apparatus for process-integrated gas purification of a synthesis gas, comprising the following components: - Reactor with at least one pulse burner, by
Einsatzstoffe vergast werden;Feedstocks are gasified;
- Zuführmittel für Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von schwefelhaltigen Gaskomponenten, um eine In-Situ- Entfernung zu erreichen;Feed means for additives into the reactor or the gas train following the reactor to remove sulfur-containing gas components to achieve in-situ removal;
- Abscheider in der nachfolgenden Gasstrecke zur Abscheidung von Staubanteilen im Synthesegas;- Separator in the subsequent gas line for the separation of dust in the synthesis gas;
- Zurückführmittel zum Zurückführen der abgeschiedenen Staubanteile in den Reaktor.- recirculating agent for returning the separated dust particles into the reactor.
14. Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend Zuführmittel für die Zugabe von Additiven in den Reaktor oder die dem Reaktor nachfolgende Gasstrecke zur Entfernung von Chlor erfolgt.14. The device according to the preceding claim, comprising supply means for the addition of additives in the reactor or the reactor following the gas to remove chlorine.
15. Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zuführmittel so angeordnet sind, dass die Additive zur Entfernung von Chlor in einem oder mehreren nachgeschalteten Zyklonen beigefügt werden. 15. The apparatus of the preceding claim, wherein the delivery means are arranged to add the chlorine removal additives in one or more downstream cyclones.
16. Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Kühlvorrichtung zwischen zwei Zyklonen angeordnet ist, so dass die Additive sowohl in einem Zyklon eingeführt werden, bei dem das Synthesegas noch nicht wesentlich abgekühlt ist, und als auch in einen zweiten Zyklon eingeführt werden, nach dem das Synthesegas abgekühlt wurde.16. The device according to the preceding claim, wherein a cooling device is arranged between two cyclones, so that the additives are introduced both in a cyclone in which the synthesis gas is not yet substantially cooled, and as are introduced into a second cyclone, after the synthesis gas was cooled.
17. Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kühlvorrichtung eine Zwischenkühlung auf17. The device according to the preceding claim, wherein the cooling device to an intermediate cooling
Temperaturen zwischen 150 und 7000C, insbesondere oberhalb des Taupunktes des Synthesegases, durchführt.Temperatures between 150 and 700 0 C, in particular above the dew point of the synthesis gas, performs.
18. Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zuführmittel18. The device according to one or more of the preceding claims, wherein the supply means
Kalkhydrat oder ähnlichen Stoffen als Additiv einspritzt, um Chlor zu entfernen.Hydrated lime or similar substances injected as an additive to remove chlorine.
19. Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zuführmittel19. The device according to one or more of the preceding claims, wherein the supply means
Additive zum Entfernen der schwefelhaltigen Gaskomponenten umfassend einem oder mehreren der folgenden: Kalziumkarbonat, Kalkstein, Dolomit, Kalziumhydroxid ähnlichen Stoffen, einführt.Additive for removing the sulfur-containing gas components comprising one or more of the following: calcium carbonate, limestone, dolomite, calcium hydroxide-like substances.
20. Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zuführmittel Additive zum Entfernen der schwefelhaltigen Gaskomponenten an einer oder mehreren der folgenden Stellen angeordnet ist: Im Bereich der Einführung des20. The device according to one or more of the preceding claims, wherein the supply means additives for removing the sulfur-containing gas components is arranged at one or more of the following locations: In the field of introduction of the
Einsatzstoffes, direkt in dem Bereich des Impulsbrenners, oberhalb der Impulsbrenners.Starting material, directly in the area of the pulse burner, above the pulse burner.
21. Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei im mittleren Bereich des Reaktors mindestens ein, vorzugsweise mehrere21. The device according to one or more of the preceding claims, wherein in the central region of the reactor at least one, preferably several
Impulsbrenner angeordnet sind, um in diesem Bereich ein Wirbelbett zu bilden, das vorzugsweise stationär ausgebildet ist.Pulse burners are arranged to form in this area a fluidized bed, which is preferably formed stationary.
22. Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der Staubanteile durch hintereinander geschaltete Zyklone oder Multi-Zyklone und Feinfilter erfolgt, deren Rückstände vorzugsweise über eine Staubabscheidung in den Reaktor zurückgeführt werden.22. The device according to one or more of the preceding claims, wherein the deposition of the dust components by successively connected cyclones or multi-cyclones and fine filter is carried out, the residues are preferably recycled via a dust separation in the reactor.
23. Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel vorhanden sind, um eine Rückführung der abgeschiedenen23. The device according to one or more of the preceding claims, wherein the means are provided for a return of the deposited
Staubanteile an einer oder mehreren Stellen im Reaktor erfolgen zu lassen umfassend: Unterhalb des Impulsbrenners, oberhalb des Impulsbrenners oder direkt in das Bett des Impulsbrenners. Dust at one or more points in the reactor to be carried out comprising: Below the pulse burner, above the pulse burner or directly into the bed of the pulse burner.
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