EP2303994A2 - Schlackeaustrag aus reaktor zur synthesegasgewinnung - Google Patents

Schlackeaustrag aus reaktor zur synthesegasgewinnung

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Publication number
EP2303994A2
EP2303994A2 EP09777343A EP09777343A EP2303994A2 EP 2303994 A2 EP2303994 A2 EP 2303994A2 EP 09777343 A EP09777343 A EP 09777343A EP 09777343 A EP09777343 A EP 09777343A EP 2303994 A2 EP2303994 A2 EP 2303994A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slag
cooling water
lock
stream
water flow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09777343A
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Uhde GmbH filed Critical Uhde GmbH
Publication of EP2303994A2 publication Critical patent/EP2303994A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C10J3/526—Ash-removing devices for entrained flow gasifiers
    • 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

Definitions

  • the invention is directed to a process for the discharge of slag from a water bath of a synthesis gas recovery reactor, wherein the slag is brought to a lower pressure level by means of a lock tank.
  • DE 600 31 875 T2 or DE 37 14 915 A1 may be mentioned as an example, the latter corresponding to EP 0 290 087 A2 essentially.
  • shut-off valves are provided in the direction of gravity below the reactor in front of the lock container as well as in the direction of gravity below the lock container to open and close here cyclically to the slag from the water bath of the reactor in the batch Transfer lock container and then later out of these.
  • the known procedure has a number of disadvantages, since the cooling only in the lock container or only takes place before the lock process, so that all components of the slag / Schleussystemes including any existing slag breakers, valves, piping u. like. subject to higher loads due to the corresponding higher temperatures.
  • the cooling in the lock tank or the exchange of water requires only a short time before the discharge a higher amount of time, resulting in higher cycle times.
  • a disadvantage of this known process is that a higher peak cooling capacity for cooling the slag and lock hopper has to be applied, since it is in the lock vessel, as indicated above, to ensure that the temperature ⁇ 100 0 C, that a plume formation is prevented , which leads to corresponding impacts of the cooling performance for safety reasons, wherein, as already mentioned, the cooling is not continuous and the heated cooling water, which still has a temperature well below the temperature of the water bath, can not be used to cool the slag. Also, therefore, a considerable amount of make-up water is needed, since the cooling capacity can be introduced alone on this additional water in the lock container.
  • the object of the present invention is that the components associated with the discharge of the slag are subjected to a low temperature, with immediate slag discharge without water exchange being made possible with minimal required cooling capacity.
  • this object is achieved according to the invention in that in the outlet region of the slag from the water bath of the gas generator or the pressure vessel surrounding the slag stream a cooling water flow in a region of larger cross-section than the cross section of the inlet nozzle of another part of the plant, such as the lock container, is supplied such that a temperature stratification in the outlet area is made possible.
  • cooling water flow od by means of an annular gap.
  • annular gap Like. between the pressure vessel outlet and a cross-sectional taper at the lock vessel inlet.
  • the invention also provides that the supply of the cooling water flow into the conveying pipe of the slag stream takes place at a low flow velocity.
  • the invention provides that thedewasserström is used as a hydraulic conveying means for the slag stream for conveying the slag and against the direction of gravity to at least one lock container.
  • the lock container can be placed next to the reactor. This leads to lower heights, ie there are no restrictions as regards the container dimensions in the Design of the device for discharging the slag, also several lock containers can easily be used, which process either cyclically or with partitions the corresponding slag stream.
  • a particular advantage is that the strain of the carburetor can be absorbed by the eg horizontal conveyor line.
  • the invention also provides that the cooling water stream is fed to the slag stream in a region of larger cross section than the cross section of the inlet nozzle of the lock container.
  • the invention also provides that a portion of the recirculated cooling water flow in a lower portion of the lock container, preferably in the lower socket of the lock container, is introduced, for. to stir up finer slag particles and thus possible blockages, bridge formations od. Like. to avoid when discharging the slag, possibly also to effect a further cooling of the slag.
  • part of the cooling water flow in the outlet region of the reactor or of the pressure vessel surrounding it is directed counter to the solids flow in the direction of the water bath, such that a water flow out of the water bath is avoided. This ensures that the water bath is not deprived of additional heat, the scheme so can be made that a water exchange is completely avoided.
  • another embodiment of the invention consists in dividing the cooling water / slag stream into at least two lock containers and / or feeding them alternately. Due to the mutual supply to different lock containers a comparably continuous slag removal is possible, i. while a lock container is emptied, the other lock container can be filled again with slag, etc.
  • the invention also provides a corresponding apparatus for carrying out the method, which is characterized in that aligned at the outlet of the reactor in the direction of gravity the slag cooling tube is provided which is provided with an annular space for gentle annular supply of a cooling water flow. This measure allows the maintenance of a temperature stratification by the gentle supply of the cooling water flow.
  • the corresponding device can also be distinguished by the fact that the slag guide and cooling tube has a cross section of 0.5 to 2 m, preferably 1 m, for equalizing the delivery and flow velocities within the cooling section and associated formation of a temperature stratification.
  • Fig. 1 is a simplified schematic diagram of a
  • Fig. 2 in a similar representation as in Fig. 1, the design with standing next to the reactor lock containers and in
  • Fig. 3 is a schematic, enlarged partial view of the pressure vessel outlet.
  • Fig. 1 generally designated 1 circuit simplified a pressure vessel 2 is shown with a water bath 3, wherein the withdrawn from the water bath 3 slag crushed in a slag breaker 4 and a distributor 5 is fed to the slag, for example, alternately Lock container A and a lock container B supplies, the two lock containers are designated 6a and 6b.
  • valves 7a and 7b are provided in front of the lock containers, and valves 8a and 8b are provided behind the lock containers.
  • Essential for the invention is a cooling water return line, generally designated 9, which removes cooling water from the lock containers 6a and 6b via valves 10a and 10b, the cooling water flow being conducted via a pump 11 and a heat exchanger 12 and via the line section 9a eg is returned to the region of the slag breaker 4 and / or via the line section 9c before the slag breaker 4 in a line region 13a with a large cross-section.
  • the optionally also hyddrauli Service promotion serving line 13 between slag crusher 4 and manifold 5 is so dimensioned that the slag stream is cooled by the supplied cooling water accordingly.
  • Dashed line is another line in Fig. 1 indicated for the return of cooling water in the lower region of the pressure vessel 2.
  • This line section is denoted by 9b, wherein also a further return line, designated 9c, may be provided to water in the lower region of the or to guide the lock container / s, eg in the lower nozzle of the respective lock container to possibly build up a countercurrent, the u. Aufwirbelung of mud particles u. like. can serve.
  • Fig. 3 the outlet of the pressure vessel 2 is shown schematically, wherein the water bath is extended in the hopper 3 in the outlet of the pressure vessel 2 and is surrounded by an annular channel 14, in which via pipe socket 15 cooling water can be gently introduced.
  • the thermal separation layer is indicated by dotted lines and denoted by 15. The approximate temperatures are given as an example in Fig. 3, without the invention being limited thereto.

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Abstract

Mit einem Verfahren zur Ausschleusung von Schlacke aus einem Wasserbad eines Reaktors zur Synthesegasgewinnung, wobei die Schlacke mittels eines Schleusbehälters auf ein niedrigeres Druckniveau gebracht wird, soll eine Lösung geschaffen werden, mit der die mit der Ausschleusung der Schlacke verbundenen Komponenten einer niedrigen Temperatur unterliegen, wobei ein sofortiges Schlackeausschleusen ohne Wasseraustausch möglich gemacht werden soll mit minimaler erforderlicher Kühlleistung. Dies wird dadurch erreicht, dass im Auslassbereich der Schlacke aus dem Wasserbad des Gaserzeugers bzw. des diesen umgebenden Druckbehälters dem Schlackestrom ein Kühlwasserstrom in einem Bereich größeren Querschnittes als dem Querschnitt des Eintrittsstutzens eines weiteren Anlageteiles, wie beispielsweise des Schleusbehälters, derart zugeführt wird, dass eine Temperaturschichtung im Auslassbereich ermöglicht wird.

Description

"Schlackeaustrag aus Reaktor zur Svntheseαasαewinnung"
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Ausschleusung von Schlacke aus einem Wasserbad eines Reaktors zur Synthesegasgewinnung, wobei die Schlacke mittels eines Schleusbehälters auf ein niedrigeres Druckniveau gebracht wird.
Die bei der Herstellung von Synthesegas aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen anfallenden Schlacken müssen aus einem in solchen Fällen vorgesehenen Wasserbad als Feststoffe ausgeschleust werden. Hierzu seien als Beispiel die DE 600 31 875 T2 oder die DE 37 14 915 Al genannt, wobei letztere der EP 0 290 087 A2 im Wesentlichen entspricht.
Zur entsprechenden Trennung, insbesondere zur thermischen Trennung, sind in Schwerkraftrichtung unterhalb des Reaktors vor dem Schleusbehälter entsprechende Absperrorgane ebenso vorgesehen wie in Schwerkraftrichtung unterhalb des Schleusbehälters, um hier taktweise öffnen und schließen zu können, um die anfallende Schlacke chargenweise aus dem Wasserbad des Reaktors in den Schleusbehälter zu überführen und dann später aus diesen heraus .
Die US 4 487 611 oder die DE 40 12 085 Al, die im Wesentlichen der EP 0 452 653 entspricht, beschreiben, dass die Temperatur im Wasserbad möglichst hoch sein soll, um die dort latente bzw. fühlbare Wärme nutzen zu können und um zu hohen Kühlwasserbedarf zu vermeiden, wobei die Temperatur des Wasserbades nicht über der Verdampfungstemperatur des Wassers bei den entsprechenden Drücken liegen soll .
Die bekannte Verfahrensweise weist eine Reihe von Nachteilen auf, da die Abkühlung erst im Schleusbehälter bzw. erst vor dem Schleusvorgang erfolgt, so dass alle Bauteile des Schlacke- /Schleussystemes einschließlich etwa vorhandener Schlackebrecher, Ventile, Rohrleitungen u. dgl . höheren Belastungen durch die entsprechend höheren Temperaturen unterliegen. Das bedeutet hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien, wobei auch die Ausdehnungen im Bereich des Schleusbehälters durch Änderung der Temperatur bei jedem Schleusen besonders stark sind. Zudem erfordert das Kühlen im Schleusbehälter bzw. der Wasseraustausch erst kurz vor der Ausschleusung einen höheren Zeitbedarf, was höhere Zyklen-Zeiten mit sich bringt.
Aus der US 4 465 496 und der EP 0 101 005 A2 ist bekannt, vor der Ausschleusung der Schlacke einen Wasserstrom in den Schleusbehälter einzuleiten, um die Schlacke abzukühlen und die im Schleusbehälter befindliche Wassermenge ebenfalls abzukühlen bzw. auszutauschen. Hierdurch werden die bei der Entspannung des Schleusbehälters auftretenden Schwaden vermieden oder stark vermindert.
Ein Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht darin, dass eine höhere Spitzen-Kühlleistung zur Kühlung der Schlacke- und Schleusbehälter aufgebracht werden muss, da im Schleusbehälter, wie oben angegeben, sicherzustellen ist, dass die Temperatur < 1000C ist, dass eine Schwadenbildung verhindert wird, was zu entsprechenden Aufschlägen der Kühlleistung aus Sicherheitsgründen führt, wobei, wie schon erwähnt, die Kühlung nicht kontinuierlich erfolgt und das aufgewärmte Kühlwasser, welches immer noch eine Temperatur deutlich unterhalb der Temperatur des Wasserbades hat, nicht zur Kühlung der Schlacke genutzt werden kann. Auch wird daher eine beachtliche Menge an Zusatzwasser benötigt, da die Kühlleistung allein über dieses Zusatzwasser im Schleusbehälter eingebracht werden kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die mit der Ausschleusung der Schlacke verbundenen Komponenten einer niedrigen Temperatur unterliegen, wobei ein sofortiges Schlackeausschleusen ohne Wasseraustausch möglich gemacht werden soll mit minimaler erforderlicher Kühlleistung.
Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass im Auslassbereich der Schlacke aus dem Wasserbad des Gaserzeugers bzw. des diesen umgebenden Druckbehälters dem Schlackestrom ein Kühlwasserstrom in einem Bereich größeren Querschnittes als dem Querschnitt des Eintrittsstutzens eines weiteren Anlageteiles, wie beispielsweise des Schleusbehälters, derart zugeführt wird, dass eine Temperaturschichtung im Auslassbereich ermöglicht wird.
Mit der Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen erzielt, da durch den sehr frühzeitig dem Schlackestrom zugeführten Kühlwasserström eine sofortige Abkühlung dieses Stromes erfolgt, so dass die dann folgenden Bauteile, wie Rohrleitungen, Absperrorgane, der Schleusbehälter insgesamt u. dgl . , mit deutlich niedrigeren Temperaturen beaufschlagt werden, wobei vorgesehen sein kann, dass der Kühlwasserstrom dem Schlackestrom kurz vor oder im Bereich eines Schlackebrechers zugeführt wird.
Damit ist es möglich, den Kühlwasserstrom in einen Bereich vergleichsweise großen Querschnittes zuzuführen, um Brük- kenbildung der Schlacke zu vermeiden und um eine durch die Temperaturschichtung mit einer Trennung zwischen dem heißen Wasserbad und dem kalten Schleusbehälter zu ermöglichen und eine ungewollte Abkühlung von heißem Wasser zu vermieden. Bei der Erfindung erfolgt die Einspeisung des kalten Was- - A -
sers an anderer Stelle, an der eine Schichtung nicht mehr durch Turbulenzen des Wasserbades beeinflusst wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühlwasserstrom mittels eines Ringspaltes od. dgl . zwischen dem Druckbehälterauslass und einer Querschnittsverjüngung am Schleusbehältereinlass vorgenommen wird.
Mit dieser Vorgehensweise wird eine optimale Temperaturschichtung erreicht, da das kalte Wasser gleichmäßig eingebracht werden kann und die Absaugung erst an einer ausreichend entfernten Stelle erfolgt. Durch die Absaugung des Wassers bildet sich eine gezwungene, abwärts gerichtete Strömung, wobei zur ausreichenden Kühlung der Schlacke eine möglichst geringe Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht wird, gleichzeitig aber eine erzwungene Abwärtsströmung sichergestellt wird. Beispiele für etwaige Querschnitte der Querschnittsverjüngung liegen in der Praxis bei 0,5 bis 2 m, vorzugsweise bei 1 m, als Durchmessermaß.
Hierzu sieht die Erfindung auch vor, dass die Zuführung des Kühlwasserstromes in das Förderrohr des Schlackestromes bei geringer Strömungsgeschwindigkeit erfolgt.
In einer besonderen Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass der Kühlwasserström als hydraulisches Fördermittel für den Schlackestrom zur Förderung der Schlacke auch gegen die Schwerkraftrichtung zu wenigstens einem Schleusbehälter eingesetzt wird.
Mit dieser Maßnahme sind wiederum eine Reihe von erheblichen Vorteilen verbunden, da beispielsweise der Schleusbehälter neben dem Reaktor aufgestellt werden kann. Dies führt zu geringeren Bauhöhen, d.h. es bestehen keine Einschränkungen, was die Behälterdimensionen angeht bei der Auslegung der Vorrichtung zum Abführen der Schlacke, auch können problemlos mehrere Schleusbehälter eingesetzt werden, die entweder taktweise oder mit Aufteilungen den entsprechenden Schlackestrom verarbeiten. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die vom Vergaser stammende Dehnung von der z.B. horizontalen Förderleitung aufgenommen werden kann.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass selbstverständlich für sich gesehen die Förderung von Feststoffen auf hydraulischem Wege bekannt ist, beispielsweise aus der DE 10 30 624, um nur ein Beispiel zu nennen.
Wie oben schon kurz erwähnt, sieht die Erfindung auch vor, dass der Kühlwasserstrom dem Schlackestrom in einem Bereich größeren Querschnittes als dem Querschnitt des Eintritts- Stutzens des Schleusbehälters zugeführt wird.
Liegt hier eine Rückführung des Kühlwasserstromes in Schwerkraftrichtung vor dem Schleusbehälter vor, so sieht die Erfindung auch vor, dass ein Teil des rückgeführten Kühlwasserstromes in einem unteren Bereich des Schleusbehälters, vorzugsweise in den unteren Stutzen des Schleusbehälters, eingebracht wird, um z.B. feinere Schlackepartikel aufzuwirbeln und so mögliche Blockagen, Brückenbildungen od. dgl . beim Austrag der Schlacke zu vermeiden, ggf. auch um eine weitere Abkühlung der Schlacke zu bewirken.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auch vorgesehen, dass ein Teil des KühlwasserStromes im Auslassbereich des Reaktors bzw. des diesen umgebenden Druckbehälters entgegen der Feststoffströmung in Richtung Wasserbad geführt wird, derart, dass ein Wasserstrom aus dem Wasserbad heraus vermieden wird. Damit ist gewährleistet, dass dem Wasserbad nicht zusätzlich Wärme entzogen wird, wobei die Regelung so getroffen werden kann, dass ein Wasseraustausch gänzlich vermieden wird.
Ist mehr als ein Schleusbehälter vorgesehen, so besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, dass der Kühlwasser-/Schlackestrom auf wenigstens zwei Schleusbehälter aufgeteilt und/oder diesen wechselseitig zugeführt wird. Durch die wechselseitige Zuführung auf unterschiedli- he Schleusbehälter ist eine vergleichsweise kontinuierliche Schlackeentnahme möglich, d.h. während der eine Schleusbehälter entleert wird, kann der andere Schleusbehälter wieder mit Schlacke gefüllt werden etc.
Die Erfindung sieht auch eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vor, die sich dadurch auszeichnet, dass am Auslass des Reaktors in Schwerkraftrichtung ausgerichtet das Schlackekühlrohr vorgesehen ist, das mit einem Ringraum zur sanften ringförmigen Zuführung eines Kühlwasserstromes versehen ist. Diese Maßnahme ermöglicht die Beibehaltung einer Temperaturschichtung durch die sanfte Zuführung des Kühlwasserstromes .
Die entsprechende Vorrichtung kann sich erfindungsgemäß auch dadurch auszeichnen, dass das Schlackeführungs- und Kühlrohr einen Querschnitt von 0,5 bis 2 m, vorzugsweise 1 m, aufweist zur Vergleichmäßigung der Förder- und Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Kühlstrecke und einer damit verbundenen Ausbildung einer Temperaturschichtung.
Wie weiter oben schon ausgeführt, stellen diese Maße eine besondere, zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung dar, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre. Erkennbar können mit der Erfindung vorteilhaft bereits vorhandene Anlagenkomponenten benutzt werden, da üblicherweise bereits Anlagen vorgesehen sind, welche Wasser aus dem Schleusbe- hälter abführen und somit den Schlackefluss in Richtung Schleusbehälter bewirkt. Hier ist daher lediglich ein Wärmetauscher, ein Rohrabschnitt mit weiterem Querschnitt und eine entsprechende Wassereindüsung notwendig, um die gewünschten Ziele zu erreichen. Da das kalte Wasser erfindungsgemäß unterhalb der Trennschicht eingebracht wird, kommt es hiermit nur zu einem sehr geringen Wärmeaustausch. Das kalte Wasser wird daher nur durch die heiße Schlacke aufgewärmt. Diese Vorgehensweise ermöglicht somit eine Wirkungsgradverbesserung und gleichzeitig eine niedrigere thermische Belastung der Anlagenteile.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in
Fig. 1 ein vereinfachtes prinzipielles Schaltbild eines
Ausschleusungsbereiches mit in Schwerkraftrichtung unterhalb des Reaktors positonierten Schleusbehälter,
Fig. 2 in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 1 die Gestaltung mit neben dem Reaktor stehenden Schleusbehältern sowie in
Fig. 3 eine schematische, vergrößerte Teildarstellung des Druckbehälterausganges .
In der in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichneten Schaltung ist vereinfacht ein Druckbehälter 2 mit einem Wasserbad 3 dargestellt, wobei die aus dem Wasserbad 3 abgezogene Schlacke in einem Schlackebrecher 4 zerkleinert und einem Verteiler 5 zugeführt wird, der die Schlacke z.B. abwechselnd einem Schleusbehälter A und einem Schleusbehälter B zuführt, wobei die beiden Schleusbehälter mit 6a und 6b bezeichnet sind. Zum taktweisen Entnehmen der Schlacke aus dem jeweiligen Schleusbehälter sind vor den Schleusbehältern Ventile 7a bzw. 7b und hinter den Schleusbehältern Ventile 8a und 8b vorgesehen.
Wesentlich für die Erfindung ist eine Kühlwasserrückführ- leitung, allgemein mit 9 bezeichnet, die Kühlwasser aus den Schleusbehältern 6a und 6b über Ventile 10a und 10b entnimmt, wobei der Kühlwasserstrom über eine Pumpe 11 und einen Wärmetauscher 12 geführt ist und über den Leitungs- abschnitt 9a z.B. in den Bereich des Schlackebrechers 4 und/oder über den Leitungsabschnitt 9c vor den Schlackebrecher 4 in einen Leitungsbereich 13a mit großem Querschnitt zurückgeführt wird. Die ggf. auch der zusätzlichen hyddraulisehen Förderung dienende Leitung 13 zwischen Schlackebrecher 4 und Verteiler 5 ist dabei so bemessen, dass der Schlackestrom durch das zugeführte Kühlwasser entsprechend abgekühlt wird.
Gestrichelt ist eine weitere Leitung in Fig. 1 angedeutet zur Rückführung von Kühlwasser in den unteren Bereich des Druckbehälters 2. Dieser Leitungsabschnitt ist mit 9b bezeichnet, wobei auch eine weitere Rückführleitung, mit 9c bezeichnet, vorgesehen sein kann, um Wasser in den unteren Bereich des oder der Schleusbehälter/s zu führen, z.B. in den unteren Stutzen des jeweiligen Schleusbehälters, um ggf. eine Gegenströmung aufzubauen, die der Aufwirbelung von Schlammpartikeln u. dgl . dienen kann.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind alle funktionsmäßig gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der Beschreibung der Fig. 1 versehen, wobei ein wesentlicher Unterschied darin besteht, dass hier die beiden Schleusbehälter 6a und 6b nicht in Schwerkraftrichtung unter den Druckbehälter 2 angeordnet sind, sondern neben diesem. Hier wird die Leitung 13 als hydraulische Förderleitung benutzt. Die Aufstellung der beiden Schleusbehälter 6a und 6b in einen Bereich neben dem Druckbehälter 2 ermöglicht es, dass kaum oder gar nicht auf besondere bauliche Maßnahmen oder Wärmeausdehnungen Rücksicht genommen werden muss. Die Bauhöhe der Gesamtanlage kann erheblich verringert werden.
In Fig. 3 ist schematisch der Auslass des Druckbehälters 2 wiedergegeben, wobei das Wasserbad im Trichter 3 im Ausgang des Druckbehälters 2 verlängert ist und von einem Ringkanal 14 umgeben ist, in den über Rohrstutzen 15 Kühlwasser sanft eingebracht werden kann. Die thermische Trennschicht ist punktiert angedeutet und mit 15 bezeichnet. Die etwa herrschenden Temperaturen sind als Beispiel in Fig. 3 angegeben, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre.
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen, so kann insbesondere auch bei der Ausführung der Fig. 1 lediglich ein Schleusbehälter in Schwerkraftrichtung unterhalb des Druckbehälters 2 vorgesehen sein, im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wie aus der Fig. 2 können mehr als zwei Schleusbehälter vorgesehen sein, wenn dies aus verfahrenstechnischen Gründen notwendig werden sollte u. dgl . mehr.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Ausschleusung von Schlacke aus einem Wasserbad eines Reaktors zur Synthesegasgewinnung, wobei die Schlacke mittels eines Schleusbehälters auf ein niedrigeres Druckniveau gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslassbereich der Schlacke aus dem Wasserbad des Gaserzeugers bzw. des diesen umgebenden Druckbehälters dem Schlackestrom ein Kühlwasserstrom in einem Bereich größeren Querschnittes als dem Querschnitt des Eintrittsstutzens eines weiteren Anlageteiles, wie beispielsweise des Schleusbehälters, derart zugeführt wird, dass eine Temperaturschichtung im Auslassbereich ermöglicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlwasserstrom mittels eines Ringspaltes od. dgl . zwischen dem Druckbehälterauslass und einer Querschnittsverjüngung am Schleusbehältereinlass vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Kühlwasserstromes in das Förderrohr des Schlackestromes bei geringer Strömungsgeschwindigkeit erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlwasserstrom als hydraulisches Fördermittel für den Schlackestrom zur Förderung der Schlacke auch gegen die Schwerkraftrichtung zu wenigstens einem Schleusbehälter eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlwasserstrom durch wenigstens teilweise Rückführung des dem Schleusbehälter zugeführten Stromes bereitgestellt wird, wobei der rückgeführte Strom über einen Wärmetauscher geführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des rückgeführten Kühlwasserstromes in den unteren Bereich des Schleusbehälters, vorzugsweise in den unteren Stutzen des Schleusbehälters, eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kühlwasserstromes im Auslassbereich des Reaktors bzw. des diesen umgebenden Druckbehälters entgegen der FeststoffStrömung in Richtung Wasserbad geführt wird, derart, dass ein Wasserstrom aus dem Wasserbad heraus vermieden wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlwasser- /Schlackestrom auf wenigstens zwei Schleusbehälter aufgeteilt und/oder diesem wechselseitig zugeführt wird.
9. Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass am Auslass des Reaktors in Schwerkraftrichtung ausgerichtet das Schlackekühlrohr vorgesehen ist, das mit einem Ringraum zur sanften ringförmigen Zuführung eines Kühlwasserstromes versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlackeführungs- und Kühlrohr einen Querschnitt von 0,5 bis 2 tn, vorzugsweise 1 m, aufweist zur Vergleichmäßigung der Förder- und Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Kühlstrecke und einer damit verbundenen Ausbildung einer Temperaturschichtung.
EP09777343A 2008-07-29 2009-07-21 Schlackeaustrag aus reaktor zur synthesegasgewinnung Withdrawn EP2303994A2 (de)

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