EP2300569A2 - Vorrichtung zur schlackeabführung aus einem kohlevergasungsreaktor - Google Patents

Vorrichtung zur schlackeabführung aus einem kohlevergasungsreaktor

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Publication number
EP2300569A2
EP2300569A2 EP09777137A EP09777137A EP2300569A2 EP 2300569 A2 EP2300569 A2 EP 2300569A2 EP 09777137 A EP09777137 A EP 09777137A EP 09777137 A EP09777137 A EP 09777137A EP 2300569 A2 EP2300569 A2 EP 2300569A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slag
container
lock
lock container
liquid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09777137A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Hanrott
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.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uhde GmbH filed Critical Uhde GmbH
Publication of EP2300569A2 publication Critical patent/EP2300569A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
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    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
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    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
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    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
    • C10J2300/1628—Ash post-treatment
    • C10J2300/1634—Ash vitrification

Definitions

  • the invention is directed to a method and apparatus for removing in particular the resulting in the coal gasification or syngas recovery slags.
  • the device is such that the slag is first collected in an aqueous slag bath which is inside the pressure vessel.
  • the slag is released from the slag bath via a lock container to a lower pressure level.
  • the slag is moved by a liquid flow, so that it can not lead to disturbances in the operation of the process.
  • the invention also relates to a process for the production of synthesis gas which enables a trouble-free discharge of the slag from the process.
  • the lock container When filling the lock container with slag, the lock container is also under increased pressure through the connection to the gasification device.
  • a downward flow of water containing particles flowing through the upper shut-off device is produced. This is achieved by removing water from the top of the lock container.
  • the downward flow is preferably separated from the stream to be removed by a guide plate, so that only a minimum of particles is entrained by the stream to be discharged.
  • DE 60031875 T2 also describes a method for the removal of slag, which is obtained in the production of synthesis gas.
  • this method is located between the gasification device and the lock container another intermediate container.
  • a kind of suction is generated and the solids from the intermediate container are drawn into the lock container and in this way bridge formations are avoided by slag particles.
  • the lock container must be chosen so large that it allows the solids to settle.
  • the intermediate container is also provided with means for removing slag-poor water in order to favor the settling of slag particles from the gasification device into the intermediate container.
  • EP 0290087 A2 describes a way to solve slag deposits and blockages on the shut-off above the lock container.
  • a gas bubble is generated within the closed lock container, which is at a lower pressure than the gasification system.
  • the pressure difference produces an initial downward flow of water and slag which releases the blockages above or on the upper shut-off device.
  • the gas bubble is in this case in an annular space in the upper region of the lock container, which is formed between the container wall and a pipe projecting into the lock container.
  • DE 102008005704.5 describes a method for the removal of slags in the syngas extraction.
  • the slag is discharged from the coal gasification reactor and fed into a liquid-filled slag tank.
  • the liquid is usually water.
  • the slag tank is located in the pressure vessel. Under the slag tank is located in the direction of gravity a lock container, which is separated from the slag tank by a valve. As a result, the slag in a lock container can lead to a lower pressure level.
  • a liquid flow is removed from an annular space formed by internals. In this case, a portion of the slag tank containing downwardly flowing slag containing cooling water is introduced into the lower part of the lock container and flows in countercurrent to the descending slag.
  • a constricted flow channel is formed by internals, so that a sufficient cooling is set below 100 0 C and the formation of vapors in the expansion process of the lock container is avoided.
  • a gas bubble with a pressure above the pressure in the mentioned pressure vessel so that when connecting the lock container with the pressure vessel comes to a jerky backflow to solve there wedged slag bridges.
  • DE 102006040077 A1 also describes a method for the removal of slags in the syngas extraction.
  • the slag is discharged from the coal gasification reactor and fed into a liquid-filled slag tank. Under the slag tank is located in the direction of gravity a lock container, which can be separated from the slag tank by a valve to discharge the slag. From the lock container, a liquid flow is removed and passed into the pressure vessel, there to dissolve deposits and blockages. It can be seen from the sketch in DE 102006040077 A1 that the liquid flow is removed at a slag-poor point of the container in order to avoid the entrainment of larger slag particles.
  • cooling water flows upwardly through the lock container, whereby the slag bed is loosened and a desired cooling is achieved before the expansion device.
  • the cooling of the slag in the lock tank and the amount of water is necessary to prevent the occurrence of swaths when relaxing. The necessary duration depends, inter alia, on the slag and water volume to be cooled in the lock container.
  • the methods described are characterized by significant disadvantages.
  • the provisions for avoiding disturbances during the discharge process and for releasing blockages require a large dead volume within the water-filled lock container, which can not be used for the accumulation of slag.
  • the dead volume may be more than 50% of the total volume in existing methods. Due to the unnecessarily large lock container dimensions, this causes costs in the production of the lock container and an increased space requirement for the introduction into the system complex.
  • the large amount of water in relation to the slag amount charged the downstream equipment parts In addition, the flexibility of the system is limited because the dead volume filled with water must be cooled in addition to the slag. This requires additional time and prolongs the cycle intervals of the lock container.
  • the invention solves this problem by a method according to the features of the first claim and a device according to the features of claim 13th
  • the solution of the invention provides a method for the removal of particular in the coal gasification or syngas recovery resulting, hot slags from a located in a pressure vessel, aqueous slag bath in one or more lock containers for the slag, in the direction of gravity below the slag bath ago below the slag bath a device for breaking and / or a device for accumulating the slag is provided, characterized in that
  • the deflected stream which flows wholly or partly into a gap, preferably an annular space, flows upwards.
  • the current to be dissipated is advantageously equalized. This can be done anywhere.
  • the current to be dissipated is homogenized by means of internals or pinholes, for example. It is advantageous to discharge the liquid stream to be discharged in the head region of the lock container by means of a pump and to supply it directly or indirectly back to the carburetor. Alternatively, the liquid stream to be discharged can also be removed together with a discharge flow of the gasification device by expansion to a lower pressure level.
  • the dissipated fluid flow can be performed well in the head area of the lock container by relaxing to a lower pressure level.
  • the removal by means of a pump can be performed in the head region of the lock container.
  • the liquid stream to be discharged can be conveyed to a circulation flow associated with the pressure vessel of the coal gasification.
  • a considerable dead volume of the lock container is saved.
  • the projecting into the lock container tube serves at the same time the deflection of the liquid flow.
  • the slag is introduced via a projecting into the lock container tube in the lock container.
  • a liquid stream preferably a cooling medium
  • the liquid is brought in the lock container in contact with a gas volume located outside of the lock container.
  • a gas volume located outside of the lock container.
  • This is preferably located in a separate container.
  • this separate container is subjected to a higher pressure than in the gasification system and connected via a piping system with the lock container.
  • the gas volume is subjected to a pressure above the gasifier pressure.
  • the gas volume can be used to produce a shock-like backwash when connecting the lock container with the gasification system and to solve possible blockages.
  • the gas volume can be used to replace the hot water remaining in the lock container after the filling process in the head area of the lock container by cold water. It is particularly advantageous if the separate container can be separated from the lock container by shut-off devices. This dramatically shortens the time required to decompress the lock container, since the gas volume does not have to be relieved.
  • Claimed is in particular a device for removing incurred in the coal gasification or syngas recovery, hot slags from a located in a pressure vessel, aqueous slag bath in a o- more lock container for the slag, in the direction of gravity below the slag bath, below the slag bath is provided with a device for breaking and / or a device for accumulating the slag, wherein a slag-containing liquid stream is maintained from the slag bath to the sluice container and at least part of the liquid flow is discharged in the upper region of the sluice container, characterized in that •
  • the lock container consists of an upper and a lower cylindrical part, wherein
  • the taper is tapered and has an angle similar to the angle of repose of the slag, ie between 30 ° and 60 ° relative to the horizontal.
  • the lock container consists of two cylindrical moldings having a different diameter, wherein the lower part has a larger diameter than the upper, and the two mold parts are connected by an upwardly tapering truncated cone.
  • a storage vessel is connected to the lock containers via a piping system. The storage vessel is partly filled with water and has a gas volume which is in contact with the liquid above the liquid level.
  • the upper cylindrical part of the lock container has a smaller diameter than the lower cylindrical part.
  • the diameter of the upper cylindrical portion is between 0.15 m and 0.8 times the diameter of the lower cylindrical portion.
  • the taper is conical and has particularly advantageous an angle similar to the angle of repose of the slag at 45 ° relative to the horizontal.
  • the device comprises devices for discharging the liquid flow in the head region of the upper cylindrical part. This allows separation between a slag accumulation area and an area for cooling and separating slag particles and discharging a liquid flow.
  • the usable volume for slag accumulation can thus be increased to over 85%.
  • the device according to the invention for discharging the liquid stream comprises devices for reducing of the pressure.
  • the lock container comprises deflection devices, with which the liquid flow within the lock container is deflected.
  • the lock container comprises a circulation tube with a pump, by means of which a circulation flow is made possible between the lock container and the reaction vessel for coal gasification.
  • the device according to the invention comprises a separate container, which is connected via a pipeline system with the lock container.
  • the separate container or the pipeline leading to the lock container preferably contains shut-off devices, by means of which it can be separated from the lock container.
  • the slag container contains a tube which projects out of the slag container into the sluice container and introduces the slag into the sluice container.
  • the storage vessel serves to store water and to maintain the pressure, so that the lock container no longer has to be constructed with an annulus in which a gas bubble is created to dissolve blockages.
  • the function can be assumed in this embodiment by the gas volume in the storage vessel. This has the advantage that no dead volume in the lock container is claimed by the gas volume. In addition, this has the advantage that the gas volume can be separated from the lock container by the shut-off device between the lock container and the storage vessel. This has the advantage that in the expansion process of the lock container, the gas volume in the storage vessel does not have to be relaxed and thus the relaxation process can be done much faster.
  • the water volume can be used together with the gas volume in the storage vessel, not only at the beginning of the lock process dissolve blockages, but also used to replace the hot water located in the upper area quickly and effectively by colder water at the end of the collection process.
  • Synthesis gas can be produced, for example, by a coal gasification process.
  • the coal gasification reaction takes place in a pressure vessel containing the coal gasification reactor and means for supplying the starting materials and means for carrying out the synthesis gas and the resulting solids.
  • the solids are discharged from the reactor in a common gravity direction, Initially, in the direction of gravity, the gasification reactor initially comprises devices for separating the solids from the synthesis gas, for cooling and carrying out the synthesis gas, and a device for collecting and discharging the hot slag and ash particles. This is typically a slag bath.
  • the slag bath is connected in the direction of gravity with a lock container. The lock container is then followed by devices for cleaning, drying and discharging the slag.
  • a stream of water containing continuous slag is maintained from the slag bath to a sluice container by removing water from the connected sluice container.
  • a stream of water containing continuous slag is maintained from the slag bath to a sluice container by removing water from the connected sluice container.
  • Within the lock container to the downstream flowing slag containing water flow is deflected by suitable deflection completely or partially and then flows into a space which is formed by the lock tank wall and the deflection, preferably upwards.
  • suitable internals preferably pinholes
  • a homogenization of the flow over a part or the entire cross section of the intermediate space Before the water flow is discharged at the upper end of the intermediate space from the lock container, by means of suitable internals, preferably pinholes, a homogenization of the flow over a part or the entire cross section of the intermediate space.
  • the equalization of the flow allows over other methods, a significant reduction of the cross-sectional area and the height of
  • the lock containers can also be present several times.
  • two or more slag containers are provided with a distribution element in the form of a flat bottom, a half-shell ball or a horizontal cylinder connected to the outlet of the carburettor and by means of shut-off devices, pipelines and / or compartments.
  • the fastening elements of the lock container can be designed as a suspension or support both in the cylindrical and in the conical part of the slag collector, with claws or Mantelringauflagern and / or with constant spring elements of steel or concrete.
  • two or more lock containers for slag collection with two or more outlet ports of the carburetor by means of shut-off devices, pipes and / or compensators, are connected, wherein the fastening elements of the lock container as a suspension or support both in the cylindrical and may be performed in the conical part of the slag collector, with claws or Mantelringauflagern and / or with constant spring elements of steel or concrete.
  • the device also includes plant components that are necessary for operating a coal gasification plant and for operating a lock container and the slag disposal facilities. These are exemplified valves, pumps, thermocouples, heaters and optionally also cooling devices.
  • the process for removing the slags from a synthesis gas production process is, in particular, coal gasification processes.
  • the process may also be other processes in which slag is discharged from the process in the direction of gravity and the slag must not se any valves and equipment.
  • FIG. 1 shows an embodiment for the lock container (1) of a coal gasification reactor (2a), which adjoins in the direction of gravity the slag bath (2) of a coal gasification reactor (2a).
  • the lock container (1) is completely filled with water. It consists of an upper cylindrical mold part (1a) and a lower cylindrical mold part (1b). The two cylindrical moldings are interconnected by a frusto-conical shaped part (1c). Above the water bath, a reservoir (5) for liquid with a pressure line (5a) for pressurizing the gas space is provided above the water bath.
  • the lock container (1) is emptied in the direction of gravity via a valve (7).
  • slag (8) can accumulate.
  • a feeder for cooling medium (6a) is installed in the lower part of the lock container (1).
  • an execution line (6b) is installed for low-solids liquid in the upper part of the lock container (1).
  • a device (9) for equalizing the liquid flow is installed in the upper part of the lock container (1).
  • this embodiment includes a reservoir (5) with liquid and a gas space (5b).
  • Locking container a Upper cylindrical part of the lock container b Lower cylindrical part of the lock container c Rejuvenation Slag bath of the coal gasification reactor a Pressure vessel for the coal gasification reaction Execution line for slag from the coal gasification reactor Reservoir for cooling liquid a Supplying the reservoir with a pressure line B Gas space of the reservoir a Supply of cooling medium b Discharge line c Upstream liquid flow in the lock vessel Slag accumulation valve Slag accumulation in the sluice container Device for equalizing the volume flow

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausschleusen von Schlacke aus einem Kohlevergasungsreaktor und einen sich in dem Reaktionsgefäß befindlichen Schlackebad, wobei die Schlacke in einem dem Schlackebad nachfolgenden Schleusbehälter ausgeschleust wird, und der Schleusbehälter aus einem oberen und einem unteren zylindrischen Teil besteht und der obere zylindrische Teil einen kleineren Durchmesser aufweist als der untere zylindrische Teil und beide zylindrischen Teile über eine Verjüngung miteinander verbunden sind, und die Verjüngung vorzugsweise konisch ausgeführt ist, und die Verjüngung einen Winkel ähnlich des Schüttwinkels der Schlacke aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ausschleusen von Schlacke aus einem Kohlevergasungsreaktor und einem sich in dem Reaktionsgefäß befindlichen Schlackebad, wobei die Vorrichtung ein Ausschleusen von Schlacke in einen Schleusbehälter ermöglicht und ein Festsetzen von Schlacke in dem Schleusbehälter verhindert.

Description

Vorrichtung zur Schlackeabführung aus einem Kohlevergasungsreaktor
[0001] Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung insbesondere der bei der Kohlevergasung oder Synthesegas-Gewinnung anfallenden Schlacken. Die Vorrichtung ist so geartet, dass die Schlacke zunächst in einem wässrigen Schlackebad aufgefangen wird, welches sich innerhalb des Druckgefäßes befindet. Die Schlacke wird aus dem Schlackebad über einen Schleusbehälter auf ein niedrigeres Druckniveau entspannt. Durch geeignete Vorrichtungen wird die Schlacke durch einen Flüssigkeitsstrom bewegt, so dass diese nicht zu Störungen im Betrieb des Verfahrens führen kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Synthesegas, das eine störungsfreie Austragung der Schlacke aus dem Verfahren ermöglicht.
[0002] Bei der Herstellung von Synthesegas aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen fallen in der Regel Feststoffe an, die aus dem Prozess ausgeschleust werden müssen. Dies sind beispielsweise Asche oder Schlacke. Diese fallen in der Regel in stückiger Form an und können durch das Zusetzen von Rohrleitungen, Ventilen oder Schleusentrichtern zu Störungen im Betriebsablauf führen. Die DE 3144266 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die in einem unter Druck betriebenen Vergasungssystem anfallenden Aschen und Schlacken in einem Wasserbad, auch Schlackebad genannt, aufgefangen werden. Die Asche- und Schlackepartikel werden über einen in Schwerkraftrichtung unterhalb des Vergasungssystems befindlichen Schleusbehälter chargenweise aus dem Vergasungssystem ausgetragen. Hierzu befinden sich oberhalb und unterhalb des Schleusbehälters Absperreinrichtungen, um den Schleusbehälter fluidmäßig vom Vergasungssystem zu trennen. Beim Befüllen des Schleusbehälters mit Schlacke steht der Schleusbehälter durch die Verbindung zur Vergasungsvorrichtung ebenfalls unter erhöhtem Druck. Um Blockierungen oberhalb der oberen Absperreinrichtung zu vermeiden, wird ein abwärts gerichteter, durch die obere Absperreinrichtung fließender, Teilchen enthaltender Wasserstrom erzeugt. Dies wird erreicht, indem Wasser aus dem oberen Bereich des Schleusbehälters abgezogen wird. Dabei wird vorzugsweise die Abwärtsströmung von dem abzuführen- den Strom durch ein Leitblech getrennt, so dass nur ein Minimum an Teilchen durch den abzuführenden Strom mitgerissen wird.
[0003] Die DE 60031875 T2 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Entfernung von Schlacke, welche bei der Herstellung von Synthesegas anfällt. Bei diesem Verfahren befindet sich zwischen der Vergasungsvorrichtung und dem Schleusbehälter ein weiterer Zwischenbehälter. Durch das Abführen eines an Schlacketeilchen armen Wasserstroms aus dem Schleusbehälter wird eine Art Saugwirkung erzeugt und die Feststoffe aus dem Zwischenbehälter werden in den Schleusbehälter gezogen und auf diese Weise werden Brückenbildungen durch Schlacketeilchen vermieden. Der Schleusbehälter muss hierbei so groß gewählt werden, dass es den Feststoffen ermöglicht wird, sich abzusetzen. Idealerweise ist auch der Zwischenbehälter mit Mitteln zum Abführen von schlackearmen Wasser ausgestattet, um das Absetzen von Schlacketeilchen aus der Vergasungsvorrichtung in den Zwischenbehälter zu begünstigen.
[0004] Die EP 0290087 A2 beschreibt eine Möglichkeit, Schlackeablagerungen und Verstopfungen auf den Absperreinrichtungen oberhalb des Schleusbehälters zu lösen. Hierzu wird innerhalb des geschlossenen Schleusbehälters eine Gasblase erzeugt, welche unter einem niedrigeren Druck steht als das Vergasungssystem. Beim Verbinden des Schleusbehälters mit dem Vergasungssystem durch Öffnen der obe- ren Absperreinrichtung entsteht durch die Druckdifferenz eine anfängliche Abwärtsströmung von Wasser und Schlacke, welche die Blockierungen oberhalb bzw. auf der oberen Absperreinrichtung löst. Die Gasblase befindet sich hierbei in einem Ringraum im oberen Bereich des Schleusbehälters, welcher zwischen der Behälterwand und einem in den Schleusbehälter hineinragenden Rohr gebildet wird.
[0005] Die DE 102008005704.5 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Schlacken bei der Synthesegasgewinnung. Die Schlacke wird aus dem Kohlevergasungsreaktor ausgeschleust und in einen flüssigkeitsgefüllten Schlackebehälter geführt. Bei der Flüssigkeit handelt es sich üblicherweise um Wasser. Der Schlackebehälter befindet sich in dem Druckbehälter. Unter dem Schlackebehälter befindet sich in Schwerkraftrichtung ein Schleusbehälter, der von dem Schlackebehälter durch ein Ventil getrennt ist. Dadurch lässt sich die Schlacke in einem Schleusbehälter auf ein niedrigeres Druckniveau führen. Ein Flüssigkeitsstrom wird aus einem durch Einbauten gebildeten Ringraum abgeführt. Dabei wird ein Teil der aus dem Schlackebehälter abwärts strömenden, Schlacke enthaltenden, Kühlwasser in den unteren Teil des Schleusbehälters eingeleitet und strömt im Gegenstrom zur herabsinkenden Schlacke. Um die Kühlwirkung zu verbessern, wird durch Einbauten ein verengter Strömungskanal gebildet, so dass eine ausreichende Kühlung auf unter 1000C eingestellt wird und die Entstehung von Brüden bei dem Entspannungsvorgang des Schleusbehälters vermieden wird. Zusätzlich befindet sich in dem erwähnten Ringraum eine Gasblase mit einem Druck oberhalb des Druckes im erwähnten Druckbehälter, so dass es beim Verbinden des Schleusbehälters mit dem Druckbehälter zu einer stoßartigen Rückströmung kommt, um dort verkeilte Schlacke-Brücken zu lösen.
[0006] Die DE 102006040077 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Entfernung von Schlacken bei der Synthesegasgewinnung. Die Schlacke wird aus dem Kohlevergasungsreaktor ausgeschleust und in einen flüssigkeitsgefüllten Schlackebehälter geführt. Unter dem Schlackebehälter befindet sich in Schwerkraftrichtung ein Schleusbehälter, der von dem Schlackebehälter durch ein Ventil getrennt werden kann, um die Schlacke auszuschleusen. Aus dem Schleusbehälter wird ein Flüssigkeitsstrom abgeführt und in den Druckbehälter geleitet, um dort Ablagerungen und Blockaden zu lösen. Aus der Skizze in der DE 102006040077 A1 ist zu erkennen, dass der Flüssigkeitsstrom an einer schlackearmen Stelle des Behälters abgeführt wird, um das Mitreißen von größeren Schlackepartikeln zu vermeiden. Durch die Zuführung von Kühlwasser in den unteren Teil des Schleusbehälters strömt Kühlwasser aufwärts durch den Schleusbehälter, wodurch die Schlackeschüttung aufgelockert wird und eine gewünschte Abkühlung vor der Entspannungsvorrichtung erreicht wird. Die Abkühlung der im Schleusbehälter befindlichen Schlacke und Wassermenge ist notwendig, um ein Auftreten von Schwaden beim Entspannen zu vermeiden. Die notwendige Dauer hängt hierbei unter anderem von dem abzukühlenden Schlacke- und Wasservolumen im Schleusbehälter ab.
[0007] Die beschriebenen Verfahren sind durch wesentliche Nachteile gekennzeichnet. Die Vorkehrungen zur Vermeidung von Störungen während des Ausschleusvorgangs und zum Lösen von Blockaden beanspruchen ein großes Totvolumen innerhalb des wassergefüllten Schleusbehälters, welches nicht für die Anhäufung der Schlacke genutzt werden kann. Das Totvolumen kann bei den bestehenden Verfahren mehr als 50 % des Gesamtvolumens betragen. Dies verursacht durch die unnötig großen Schleusbehälterdimensionen Kosten bei der Herstellung des Schleusbehälters und einen erhöhten Platzbedarf bei der Einbringung in den Anlagenkomplex. Zudem belastet die große Wassermenge im Verhältnis zur Schlackemenge die nachgeschalteten Anlagenteile. Zusätzlich wird die Flexibilität der Anlage eingeschränkt, da das mit Wasser gefüllte Totvolumen neben der Schlacke ebenfalls gekühlt werden muss. Dies erfordert zusätzlich Zeit und verlängert die Zyklusintervalle des Schleusbehälters. Zudem erfolgt bei den beschriebenen Verfahren lediglich eine Undefinierte Trennung zwischen gröberen und feineren Partikeln bei der Abführung des Flüssigkeitsstromes aus dem Schleusbehälter. Gröbere Partikel, die unge- wollt über den abzuführenden Flüssigkeitsstrom mitgerissen werden, können in den nachgeschalteten Einrichtungen, wie z.B. Rohrleitungen und Pumpen, zu einer er- höhten erosiven Belastung und im schlimmsten Fall zu einer Abschaltung der gesamten Anlage führen. Gleichzeitig ist es nicht gewünscht, die feineren, meist noch kohlenstoffhaltigen Partikel zusammen mit den gröberen Schlackepartikeln auszuschleusen. Vielmehr möchte man die feineren Partikel in einer separaten Trenn- bzw. Filtrationsstufe aus dem Flüssigkeitsstrom entfernen und ggf. in das Vergasungssystem zurückführen.
[0008] Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung und Ausschleusung der bei der Synthesegas-Gewinnung anfallenden Schlacken zu finden, bei der Störungen des Ausschleusvorganges vermieden wer- den, wobei gleichzeitig das für die Ansammlung von Schlacke ungenutzte Volumen im Schleusbehälter auf ein Minimum reduziert und eine hohe Trenngenauigkeit zwischen feineren und gröberen Partikeln erzielt werden.
[0009] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren nach den Merkmalen des ersten Anspruches und eine Vorrichtung nach den Merkmalen des An- Spruches 13.
[0010] Die Unteransprüche geben eine vorteilhafte Ausgestaltung der Ansprüche wieder.
[0011] Die erfindungsgemäße Lösung sieht ein Verfahren zur Entfernung von insbesondere bei der Kohlevergasung oder Synthesegas-Gewinnung anfallenden, heißen Schlacken aus einem in einem Druckbehälter befindlichen, wässrigen Schlackebad in einen oder mehrere Schleusbehälter für die Schlacke, in Schwerkraftrichtung unterhalb des Schlackebades vor, wobei unterhalb des Schlackebades eine Einrichtung zum Brechen und / oder eine Einrichtung zum Anhäufen der Schlacke vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
• vom Schlackebad zum Schleusbehälter ein Schlacke-Flüssigkeits-Strom unterhalten wird, und
• die abwärts strömende Schlacke-Flüssigkeits-Suspension im Schleusbehälter umgelenkt wird, und • der umgelenkte Strom ganz oder zum Teil in einem Zwischenraum, vorzugsweise einem Ringraum, welcher durch die Schleusbehälterwand und eine Umlenkeinrichtung gebildet wird, vorzugsweise aufwärts strömt, und • der umgelenkte Strom über den ganzen oder einen Teil des Querschnittes des Zwischenraumes vergleichmäßigt wird, und
• durch die Umlenkung der Schlacke-Flüssigkeits-Suspension und durch die vergleichmäßigte Strömung im Zwischenraum eine ganz oder teil- weise Trennung der Partikel nach Größe und Dichte stattfindet, wobei die gröberen Partikel sich im Schleusbehälter absetzen und feinere Partikel mit dem umgelenkten Strom aus dem Schleusbehälter abgeführt werden.
[0012] Zur Ausführung des Verfahrens ist es günstig, wenn der umgelenkte Strom, welcher ganz oder zum Teil in einen Zwischenraum, vorzugsweise einen Ringraum strömt, aufwärts strömt. Vor der Abführung wir der abzuführende Strom vorteilhaft vergleichmäßigt. Dies kann an beliebiger Stelle geschehen. Hierzu wird der abzuführende Strom beispielhaft durch Einbauten oder Lochblenden vergleichmäßigt. Vorteilhaft ist es, den abzuführenden Flüssigkeitsstrom im Kopfbereich des Schleusbehälters mittels einer Pumpe abzuführen und diesen direkt oder indirekt wieder dem Vergaser zuzuführen. Alternativ kann der abzuführende Flüssigkeitsstrom auch zusammen mit einem Ausschleusstrom der Vergasungsvorrichtung durch Entspannen auf ein niedrigeres Druckniveau entfernt werden.
[0013] Der abzuführende Flüssigkeitsstrom kann gut im Kopfbereich des Schleusbehälters durch Entspannen auf ein niedrigeres Druckniveau geführt werden. Auch das Abführen mittels einer Pumpe kann im Kopfbereich des Schleusbehälters ausgeführt werden. Der abzuführende Flüssigkeitsstrom kann zu einer dem Druckbehälter der Kohlevergasung zugeordneten Kreislaufströmung gefördert werden. Dadurch wird ein erhebliches Totvolumen des Schleusbehälters eingespart. [0014] Weiterhin ist es vorteilhaft, den Schlacke enthaltenden Flüssigkeitsstrom über ein in den Schleusbehälter hineinragendes Rohr in den Schleusbehälter einzubringen. Das in den Schleusbehälter hineinragende Rohr dient dabei gleichzeitig der Umlenkung des Flüssigkeitsstroms. Hierzu wird die Schlacke über ein in den Schleusbehälter hineinragendes Rohr in den Schleusbehälter eingebracht.
[0015] Ebenso kann es vorteilhaft sein, im unteren Bereich des Schleusbehälters einen Flüssigkeitsstrom, vorzugsweise ein Kühlmedium, einzubringen. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, die Mengen des Schlacke enthaltenden Flüssigkeitsstroms, des Kühlmediums und des abzuführenden Stroms so einzustellen, dass innerhalb des Schleusbehälters das Kühlmedium aufsteigt und gleichzeitig die Schla- cke im Gegenstrom herabsinkt. Dies begünstigt die Abkühlung der Schlacke, sowie die Trennung gröberer und feinerer Partikel. Praktisch bedeutet dies, dass die Menge des abzuführenden Flüssigkeitsstroms mindestens dem im unteren Bereich des Schleusbehälters zugeführten Flüssigkeitsstrom entspricht.
[0016] In einer Ausführungsform der Erfindung wird durch den eingebrachten Flüssigkeitsstrom im unteren Bereich des Schleusbehälters und die Abführung von Flüssigkeit am Kopf des Schleusbehälters eine Aufwärtsströmung der Flüssigkeit und gleichzeitig ein Herabsinken der Schlacke ermöglicht. Diese begünstigt die Trennung der Schlackepartikel und den Wärmeaustausch zwischen Kühlmedium und heißer Schlacke.
[0017] Weiter kann es vorteilhaft sein, dass die Flüssigkeit im Schleusbehälter in Kontakt mit einem außerhalb des Schleusbehälters befindlichen Gasvolumen gebracht wird. Dieses befindet sich vorzugsweise in einem separaten Behälter. Vorzugsweise ist dieser separate Behälter mit einem höheren Druck als in dem Vergasungssystem beaufschlagt und über ein Rohrleitungssystem mit dem Schleusbehäl- ter verbunden. Dadurch ist das Gasvolumen mit einem Druck oberhalb des Vergaserdruckes beaufschlagt.
[0018] Das Gasvolumen kann dazu genutzt werden, eine stoßartige Rückspülung beim Verbinden des Schleusbehälters mit dem Vergasungssystem zu erzeugen und mögliche Blockierungen zu lösen. Zudem kann das Gasvolumen dazu genutzt werden, das nach dem Befüllvorgang im Schleusbehälter verbleibende heiße Wasser im Kopfbereich des Schleusbehälters stoßartig durch kaltes Wasser auszutauschen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der separate Behälter durch Absperreinrichtungen vom Schleusbehälter getrennt werden kann. Dies verkürzt die notwendige Zeit des Entspannens des Schleusbehälters dramatisch, da das Gasvolumen nicht entspannt werden muss.
[0019] Beansprucht wird insbesondere eine Vorrichtung zur Entfernung von bei der Kohlevergasung oder Synthesegas-Gewinnung anfallenden, heißen Schlacken aus einem in einem Druckbehälter befindlichen, wässrigen Schlackebad in einen o- der mehrere Schleusbehälter für die Schlacke, in Schwerkraftrichtung unterhalb des Schlackebades, wobei unterhalb des Schlackebades eine Einrichtung zum Brechen und / oder eine Einrichtung zum Anhäufen der Schlacke vorgesehen ist, wobei vom Schlackebad zum Schleusbehälter ein Schlacke enthaltender Flüssigkeitsstrom unterhalten wird und im oberen Bereich des Schleusbehälters mindestens ein Teil des Flüssigkeitsstroms abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass • der Schleusbehälter aus einem oberen und einem unteren zylindrischen Teil besteht, wobei
• der obere zylindrische Teil einen kleineren Durchmesser aufweist als der untere zylindrische Teil, wobei • der obere und untere zylindrische Teil über eine Verjüngung miteinander verbunden sind, wobei
• die Verjüngung konisch ausgeführt ist und einen Winkel ähnlich des Schüttwinkels der Schlacke, also zwischen 30° und 60° gegenüber der Horizontalen, aufweist.
[0020] In einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Schleusbehälter aus zwei zylindrischen Formteilen, die einen verschiedenen Durchmesser besitzen, wobei der untere Teil einen größeren Durchmesser als der obere besitzt, und die beiden Formteile durch einen sich nach oben verjüngenden Kegelstumpf verbunden sind. In einer Ausführungsform ist ein Speichergefäß über ein Rohrleitungssystem mit den Schleusbehältern verbunden. Das Speichergefäß ist zum Teil mit Wasser gefüllt und besitzt ein Gasvolumen, welches über den Flüssigkeitsspiegel in Kontakt mit der Flüssigkeit steht.
[0021] Der obere zylindrische Teil des Schleusbehälters weist einen kleineren Durchmesser auf, als der untere zylindrische Teil. Vorzugsweise beträgt der Durch- messer des oberen zylindrischen Teils zwischen 0,15 m und dem 0,8-fachen des Durchmessers vom unteren zylindrischen Teil. Die Verjüngung ist konisch ausgeführt ist und weist besonders vorteilhaft einen Winkel ähnlich des Schüttwinkels der Schlacke bei 45° gegenüber der Horizontalen auf.
[0022] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der abzuführende Flüssigkeitsstrom im oberen zylindrischen Teil des Schleusbehälters umgelenkt, durch Einbauten vergleichmäßigt und abgeführt wird. Hierzu umfasst die Vorrichtung im Kopfbereich des oberen zylindrischen Teils Vorrichtungen zum Abführen des Flüssigkeitsstroms. Dies ermöglicht eine Trennung zwischen einem Bereich zur Ansammlung der Schlacke und einem Bereich zur Kühlung und Trennung von Schlackepartikeln und Abfüh- ren eines Flüssigkeitsstroms. Das für die Schlackeanhäufung nutzbare Volumen kann hierdurch auf bis zu über 85% erhöht werden.
[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abführen des Flüssigkeitsstroms Vorrichtungen zur Reduzierung des Druckes. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schleusbehälter Umlenkeinrichtungen, mit denen der Flüssigkeitsstrom innerhalb des Schleusbehälters umgelenkt wird.
[0024] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schleusbe- hälter ein Zirkulationsrohr mit einer Pumpe, durch die zwischen dem Schleusbehälter und dem Reaktionsgefäß für die Kohlevergasung eine Kreislaufströmung ermöglicht wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen separaten Behälter, welcher über ein Rohrleitungssystem mit dem Schleusbehälter verbunden ist. Hierdurch kann der Schleusbehälter kleiner ausge- führt werden und die Kosten für die Herstellung des Schleusbehälters können reduziert werden. Der separate Behälter oder die zum Schleusbehälter führende Rohrleitung enthält bevorzugt Absperreinrichtungen, durch die dieser vom Schleusbehälter getrennt werden kann. In einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Schlackebehälter ein Rohr, das aus dem Schlackebehälter herausführend in den Schleusbe- hälter hineinragt und die Schlacke in den Schleusbehälter einbringt.
[0025] Das Speichergefäß dient zum Speichern von Wasser und zur Aufrechterhaltung des Druckes, so dass der Schleusbehälter nicht mehr mit einem Ringraum konstruiert werden muss, in dem eine Gasblase zum Auflösen von Blockierungen erzeugt wird. Die Funktion kann in dieser Ausführungsform durch das Gasvolumen im Speichergefäß übernommen werden. Dies hat den Vorteil, dass kein Totvolumen im Schleusbehälter durch das Gasvolumen beansprucht wird. Zusätzlich hat dies den Vorteil, dass durch die Absperreinrichtung zwischen dem Schleusbehälter und dem Speichergefäß das Gasvolumen vom Schleusbehälter getrennt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass bei dem Entspannungsvorgang des Schleusbehälters das Gas- volumen im Speichergefäß nicht entspannt werden muss und somit der Entspannungsvorgang wesentlich schneller erfolgen kann. Zudem kann das Wasservolumen zusammen mit dem Gasvolumen im Speichergefäß dazu genutzt werden, nicht nur am Anfang des Schleusvorganges Blockierungen aufzulösen, sondern auch dazu genutzt werden, das im oberen Bereich befindliche heiße Wasser am Ende des Sammelvorganges schnell und effektiv durch kälteres Wasser auszutauschen.
[0026] Synthesegas kann beispielhaft durch einen Kohlevergasungsprozess hergestellt werden. Die Kohlevergasungsreaktion findet in einem Druckgefäß statt, das den Kohlevergasungsreaktor beinhaltet sowie Vorrichtungen zur Zuführung der Ausgangsstoffe und Vorrichtungen zum Ausführen des Synthesegases und der an- fallenden Feststoffe. Die Feststoffe werden in einer häufig vorkommenden Ausführungsart in Schwerkraftrichtung aus dem Reaktor ausgeführt, wobei sich an den Koh- levergasungsreaktor in Schwerkraftrichtung zunächst Vorrichtungen zur Abtrennung der Feststoffe aus dem Synthesegas, zur Kühlung und Ausführung des Synthesegases und eine Vorrichtung zum Sammeln und Austragen der heißen Schlacke- und Ascheteilchen befinden. Dies ist typischerweise ein Schlackebad. Das Schlackebad ist in Schwerkraftrichtung mit einem Schleusbehälter verbunden. An den Schleusbehälter schließen sich dann Vorrichtungen zur Reinigung, zur Trocknung und zum Ausschleusen der Schlacke an. Um einen störungsfreien Austrag der Schlacke zu gewährleisten, wird ein kontinuierlicher Schlacke enthaltender Wasserstrom vom Schlackebad zu einem Schleusbehälter unterhalten, indem Wasser aus dem ver- bundenen Schleusbehälter abgeführt wird. Innerhalb des Schleusbehälters wird dazu der abwärts strömende Schlacke enthaltende Wasserstrom durch geeignete Umlenkeinrichtungen ganz oder teilweise umgelenkt und strömt anschließend in einen Zwischenraum, welcher durch die Schleusbehälterwand und die Umlenkeinrichtung gebildet wird, vorzugsweise aufwärts. Bevor der Wasserstrom am oberen Ende des Zwischenraumes aus dem Schleusbehälter abgeführt wird, erfolgt durch geeignete Einbauten, vorzugsweise Lochblenden, eine Vergleichmäßigung der Strömung über einen Teil oder den gesamten Querschnitt des Zwischenraumes. Die Vergleichmäßigung der Strömung ermöglicht gegenüber anderen Verfahren eine deutliche Reduktion der Querschnittsfläche sowie der Höhe des Zwischenraumes, sowie eine höhere Trenngenauigkeit zwischen feineren und gröberen Partikeln.
[0027] Die Schleusbehälter können auch mehrfach vorhanden sein. In einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei oder mehr Schleusbehälter für die Schlackesammlung mit einem Verteilelement in Form eines flachen Bodens, einer halb- schaligen Kugel oder eines horizontalen Zylinders, das an den Austritt des Vergasers angeschlossen ist und mittels Absperrvorrichtungen, Rohrleitungen und / oder Kom- pensatoren, miteinander verbunden, wobei die Befestigungselemente der Schleusbehälter als Aufhängung oder Abstützung sowohl im zylindrischen als auch im konischen Teil des Schlackesammlers, mit Pratzen oder Mantelringauflagern und / oder mit Konstantfederelementen des Stahl- oder Betonbaus ausgeführt sein können.
[0028] Es ist auch möglich, dass zwei oder mehr Schleusbehälter für die Schlackesammlung mit zwei oder mehr Austrittsstutzen des Vergasers, mittels Absperrvorrichtungen, Rohrleitungen und / oder Kompensatoren, verbunden sind, wobei die Befestigungselemente der Schleusbehälter als Aufhängung oder Abstützung sowohl im zylindrischen als auch im konischen Teil des Schlackesammlers, mit Pratzen oder Mantelringauflagern und / oder mit Konstantfederelementen des Stahl- oder Betonbaus ausgeführt sein können. [0029] Zu der Vorrichtung gehören auch Anlagenbauteile, die zum Betrieb einer Kohlevergasungsanlage und zum Betrieb eines Schleusbehälters und der Schlackeentsorgungseinrichtungen notwendig sind. Dies sind beispielhaft Ventile, Pumpen, Thermoelemente, Heizeinrichtungen und gegebenenfalls auch Kühleinrichtungen.
[0030] Bei dem Verfahren zur Entfernung der Schlacken aus einem Herstel- lungsprozess für Synthesegas handelt es sich insbesondere um Verfahren zur Kohlevergasung. Jedoch kann es sich bei dem Verfahren auch um andere Verfahren handeln, bei denen Schlacke in Schwerkraftrichtung aus dem Prozess ausgeschleust wird und bei dem die Schlacke keine Ventile und Ausführungseinrichtungen zusetzen darf.
[0031] Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung genauer erläutert, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
[0032] FIG. 1 zeigt eine Ausführungsform für den Schleusbehälter (1) eines Kohlevergasungsreaktors (2a), der sich in Schwerkraftrichtung an das Schlackebad (2) eines Kohlevergasungsreaktors (2a) anschließt. Durch die Entnahme von Schlacke aus dem Schlackebad (2), die über die Ausführungsleitung (3) und ein Ventil (4) geregelt wird, wird diese auf einen niedrigeren Druck entspannt. Der Schleusbehälter (1) ist komplett mit Wasser gefüllt. Es besteht aus einem oberen zylindrischen Formteil (1a) und einem unteren zylindrischen Formteil (1 b). Die beiden zylindrischen Formteile sind durch ein kegelstumpfförmiges Formteil (1c) miteinander verbunden. Über dem Wasserbad ist ein Vorratsbehälter (5) für Flüssigkeit mit einer Druckleitung (5a) zur Beaufschlagung des Gasraumes mit Druck vorgesehen. Der Schleusbehälter (1) wird in Schwerkraftrichtung über ein Ventil (7) entleert. In dem Schleusbehälter (1) kann sich Schlacke (8) ansammeln. Im unteren Teil des Schleusbehälters (1) ist eine Zuführung für Kühlmedium (6a) installiert. Im oberen Teil des Schleusbehälters (1) ist eine Ausführungsleitung (6b) für feststoffarme Flüssigkeit installiert. Im oberen Teil des Schleusbehälters (1) ist eine Vorrichtung (9) zur Vergleichmäßigung des Flüssigkeitsstromes installiert. Statt eines Ringraumes mit einem Gasvolumen enthält diese Ausführungsform einen Vorratsbehälter (5) mit Flüssigkeit und einem Gasraum (5b).
[0033] Bezugszeichenliste Schleusbehälter a Oberer zylindrischer Teil des Schleusbehälters b Unterer zylindrischer Teil des Schleusbehälters c Verjüngung Schlackebad des Kohlevergasungsreaktors a Druckgefäß für die Kohlevergasungsreaktion Ausführungsleitung für Schlacke aus dem Kohlevergasungsreaktor Vorratsbehälter für Kühlflüssigkeit a Beaufschlagung des Vorratsbehälters mit einer Druckleitungb Gasraum des Vorratsbehälters a Zuführung von Kühlmedium b Abführungsleitung c Aufwärtsführende Flüssigkeitsströmung im Schleusbehälter Ausführungsventil für Schlacke Schlackeansammlung im Schleusbehälter Vorrichtung zur Vergleichmäßigung des Volumenstromes

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Entfernung von insbesondere bei der Kohlevergasung oder Synthesegas-Gewinnung anfallenden, heißen Schlacken aus einem in einem Druckbehälter befindlichen, wässrigen Schlackebad in einen oder mehrere mit dem Druckbehälter verbundene Schleusbehälter für die Schlacke, wobei unterhalb des Schlackebades eine Einrichtung zum Brechen und / oder eine Einrichtung zum Anhäufen der Schlacke vorgesehen sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass
• vom Schlackebad zum Schleusbehälter ein Schlacke-Flüssigkeits-Strom unterhalten wird, und
• die abwärts strömende Schlacke-Flüssigkeits-Suspension im Schleusbehälter umgelenkt wird, und
• der umgelenkte Strom ganz oder zum Teil in einem Zwischenraum, vorzugsweise einem Ringraum, welcher durch die Schleusbehälterwand und eine Umlenkeinrichtung gebildet wird, strömt, und
• der umgelenkte Strom über den ganzen oder einen Teil des Querschnittes des Zwischenraumes vergleichmäßigt wird, und
• durch die Umlenkung der Schlacke-Flüssigkeits-Suspension und durch die vergleichmäßigte Strömung im Zwischenraum eine ganz oder teil- weise Trennung der Partikel nach Größe und Dichte stattfindet, wobei die gröberen Partikel sich im Schleusbehälter absetzen und feinere Partikel mit dem umgelenkten Strom aus dem Schleusbehälter abgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der umgelenkte Strom, welcher ganz oder zum Teil in einen Zwischenraum, vorzugsweise einen
Ringraum strömt, aufwärts strömt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abzuführende Strom durch Einbauten oder Lochblenden vergleichmäßigt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der abzuführende Flüssigkeitsstrom durch Entspannen auf ein niedrigeres Druckniveau geführt wird oder mittels einer Pumpe abgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abzuführende Flüssigkeitsstrom im Kopfbereich des Schleusbehälters durch Entspannen auf ein niedrigeres Druckniveau geführt wird oder mittels einer Pumpe abgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abzuführende Flüssigkeitsstrom zu einer dem Druckbehälter der Kohlever- gasung zugeordneten Kreislaufströmung gefördert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke über ein in den Schleusbehälter hineinragendes Rohr in den Schleusbehälter eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des Schleusbehälters ein Flüssigkeitsstrom eingebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Flüssigkeit um ein Kühlmedium handelt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des abzuführenden Flüssigkeitsstroms mindestens dem im unteren Bereich des Schleusbehälters zugeführten Flüssigkeitsstrom entspricht.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch den eingebrachten Flüssigkeitsstrom im unteren Bereich des Schleusbehälters und die Abführung von Flüssigkeit am Kopf des Schleusbehälters eine Aufwärtsströmung der Flüssigkeit und gleichzeitig ein Herabsinken der Schlacke ermög- licht wird, welche die Trennung der Schlackepartikel und den Wärmeaustausch zwischen Kühlmedium und heißer Schlacke begünstigt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die im Schleusbehälter befindliche Flüssigkeit in Kontakt mit einem außerhalb des Schleusbehälters befindlichen Gasvolumen gebracht werden kann.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasvolumen mit einem Druck oberhalb des Vergaserdruckes beaufschlagt ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasvolumen sich in einem separaten Behälter befindet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Behälter über ein Rohrleitungssystem mit dem Schleusbehälter verbunden ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Behälter über Absperrvorrichtungen vom Schleusbehälter getrennt werden kann.
17. Vorrichtung zur Entfernung von insbesondere bei der Kohlevergasung oder Synthesegas-Gewinnung anfallenden, heißen Schlacken aus einem in einem Druckbehälter befindlichen, wässrigen Schlackebad in einen oder mehrere mit dem Druckbehälter verbundene Schleusbehälter für die Schlacke, wobei unterhalb des Schlackebades eine Einrichtung zum Brechen und / oder eine Einrichtung zum Anhäufen der Schlacke vorgesehen sein kann, wobei vom Schlackebad zum Schleusbehälter ein Schlacke enthaltender Flüssigkeitsstrom unterhal- ten wird und im oberen Bereich des Schleusbehälters mindestens ein Teil des
Flüssigkeitsstroms abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
• der Schleusbehälter aus einem oberen und einem unteren zylindrischen Teil besteht, wobei • der obere zylindrische Teil einen kleineren Durchmesser aufweist als der untere zylindrische Teil, wobei
• der obere und untere zylindrische Teil über eine Verjüngung miteinander verbunden sind, wobei • die Verjüngung konisch ausgeführt ist und einen Winkel ähnlich des Schüttwinkels der Schlacke, also zwischen 30° und 60°, gegenüber der Horizontalen, aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmes- ser des unteren zylindrischen Teils zwischen 0,15 m und dem 0,8-fachen des
Durchmessers vom unteren zylindrischen Teil beträgt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus der Verjüngung einen Winkel von 45° gegenüber der Horizontalen besitzt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese im Kopfbereich des oberen zylindrischen Teils Vorrichtungen zum Abführen des Flüssigkeitsstroms umfasst.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Abführen des Flüssigkeitsstroms Vorrichtungen zur Reduzierung des Dru- ckes umfasst.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusbehälter Umlenkeinrichtungen enthält, mit denen der Flüssigkeitsstrom innerhalb des Schleusbehälters umgelenkt wird.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusbehälter ein Zirkulationsrohr mit einer Pumpe umfasst, durch die zwischen dem Schleusbehälter und dem Reaktionsgefäß für die Kohlevergasung eine Kreislaufströmung ermöglicht wird.
24. Vorrichtung nach Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen separaten Behälter umfasst, welcher über ein Rohrleitungssystem mit dem Schleusbehälter verbunden ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Behälter oder die zum Schleusbehälter führende Rohrleitung Absperrvorrichtungen enthält, durch die dieser vom Schleusbehälter getrennt werden kann.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusbehälter ein Rohr enthält, das aus dem Schlackebehälter herausführend in den Schleusbehälter hineinragt und die Schlacke in den Schleusbehälter einbringt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Schleusbehälter für die Schlackesammlung mit einem Verteilelement in Form eines flachen Bodens, einer halbschaligen Kugel oder eines horizontalen Zylinders, das an den Austritt des Vergasers angeschlossen ist und mittels Absperrvorrichtungen, Rohrleitungen und / oder Kompensatoren, miteinander verbunden sind, wobei die Befestigungselemente der Schleusbehälter als Aufhängung oder Abstützung sowohl im zylindrischen als auch im konischen Teil des Schla- ckesammlers, mit Pratzen oder Mantelringauflagern und / oder mit Konstantfederelementen des Stahl- oder Betonbaus ausgeführt sein können.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Schleusbehälter für die Schlackesammlung mit zwei oder mehr Austrittsstutzen des Vergasers, mittels Absperrvorrichtungen, Rohrleitungen und / oder Kom- pensatoren, verbunden sind, wobei die Befestigungselemente der Schleusbehälter als Aufhängung oder Abstützung sowohl im zylindrischen als auch im konischen Teil des Schlackesammlers, mit Pratzen oder Mantelringauflagern und / oder mit Konstantfederelementen des Stahl- oder Betonbaus ausgeführt sein können.
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