EP2464712A2 - Verfahren zur versorgung eines flugstromvergasungsreaktors mit kohlenstoffhaltigen brennstoffen - Google Patents

Verfahren zur versorgung eines flugstromvergasungsreaktors mit kohlenstoffhaltigen brennstoffen

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EP2464712A2
EP2464712A2 EP10742098A EP10742098A EP2464712A2 EP 2464712 A2 EP2464712 A2 EP 2464712A2 EP 10742098 A EP10742098 A EP 10742098A EP 10742098 A EP10742098 A EP 10742098A EP 2464712 A2 EP2464712 A2 EP 2464712A2
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EP
European Patent Office
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gas
stage
fuel
synthesis
gasification reactor
Prior art date
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Withdrawn
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EP10742098A
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English (en)
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Inventor
Max Heinritz-Adrian
Johannes Kowoll
Stefan Hamel
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Uhde GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention is directed to a method for supplying an entrained flow gasification reactor with carbonaceous fuels to produce a CO and H 2 - and fly ash-containing gas under pressure and at a temperature above the melting temperature of the ash, wherein the resulting gas further treatment stages, in particular at least one Synthesis stage, is supplied.
  • the fuel Since the fuel is initially under ambient pressure, it must first be brought via the supply system to a pressure level above the reactor pressure in order to then be metered to the burners of the pressure gasification reactor.
  • An advantageous method provides that the fuel is conveyed from a reservoir in lock container. These are first covered to a pressure level above the reactor pressure to then the fuel via a delivery line by To promote dense phase conveying in a permanently pressurized storage tank for the burner of the gasification reactor. From this storage tank, the burners are continuously supplied in each case with a metered fuel mass flow. The transport gas required for dense phase conveying is supplied in or near the outlet of the lock container or in the delivery line. The emptied lock containers are then relaxed to be able to absorb more fuel charge under approximately atmospheric pressure. The flash gas is dedusted and released into the atmosphere.
  • nitrogen from the air separation plant or carbon dioxide is usually used.
  • Carbon dioxide is used when a low-nitrogen synthesis gas or hydrogen and / or CO should be generated.
  • Carbon dioxide can be recovered in the gas treatment following gasification.
  • the effluent gas from the gasifier is dedusted and purified and subjected to CO conversion to adjust the H 2 / CO ratio required by the synthesis or to produce pure hydrogen.
  • CO and water vapor are converted into CO 2 and hydrogen.
  • the gas is cooled, the moisture is condensed out and then CO 2 in a wash with circulating solvent, such as MDEa, Genosorb or methanol, washed out.
  • a desorber the CO 2 is expelled from the solution by lowering the pressure or raising the temperature.
  • the gas obtained in this way contains not only CO 2 but also other components, eg H 2 , CO, N 2 , methane, hydrogen sulfide, argon, vapors of the solvent used, eg methanol, etc.
  • the CO content is for example 0.1%. It is possible to continue the content of pollutants in the laundry However, the effort (investment costs and operating costs, eg for steam and electricity consumption) increases rapidly with increasing purity requirements.
  • DE 10 2007 020 333 A1 describes a method for operating a dust introduction system for coal dust gasification, which comprises a storage bunker, dust entry locks and a metering vessel.
  • the bunker is supplied with heated nitrogen as an inerting and loosening agent, whereas the pressing-on of the lock container and the transport of the dust are carried out with pure CO 2 .
  • the expansion gas from the lock container is released and then freed from the solid in a filter.
  • the draining of the covered lock container into the dosing vessel takes place by gravity flow.
  • the purified synthesis gas can be used for synthesis of the liquid hydrocarbons, for example in the Fischer-Tropsch process or in the MTG (methanol to gasoline) process, in which methanol is produced in the first step, which is converted into gasoline in the second step.
  • gaseous by-products are formed, which predominantly consist of hydrocarbons.
  • hydrogen is required for the treatment of the liquid products, which is generated, for example, by separation in a PSA plant (Pressure Swing Absorption), resulting in a residual gas which contains predominantly CO and H 2 .
  • composition and quantities vary. Since hydrocarbons have a density many times higher than that of hydrogen (CH 4 8x, C 5 H 12 36x) and a lower isentropic coefficient, the properties of the mixture and thus also the outlet pressure of a rotating compressor vary. With a temporarily increased hydrogen content and thus a low density of the gas, a rotating compressor provides a significantly reduced pressure, which may be too low for the gas to be fed into the gasifier,
  • the object of the present invention is to increase the yield of the liquid products inexpensively and in a simple manner.
  • this object is achieved according to the invention in that the originating from the downstream treatment stage, still hydrocarbons and / or hydrogen-containing exhaust gas for the pneumatic conveying of the fuel is used in the entrained flow gasification reactor.
  • the advantages of the invention include the fact that the gaseous or vaporized by-products of the syntheses (eg methanol and MTG synthesis) are mixed with carbon dioxide (CO 2 ), whereby the amount of gas increases and the properties of the gas are stabilized, thus rotating compressor can be used.
  • the amount of carbon dioxide is chosen so as to avoid the condensation of the hydrocarbons during the compression.
  • a loaded with pollutants C0 2 fraction can be used, whereby the usually required CO 2 treatment can be omitted.
  • the compressed gas mixture is used instead of a pure conveying gas for the dilution of the promoted in the carburetor solid fuel, in addition, the mixture can also be used for the promotion of the fuel from the lock tank into the storage tank, with a return the flash gas is preferably used with an injector to avoid release of the H 2 , CO and hydrocarbon gases.
  • the invention also provides that the recirculated gases from the downstream systems are mixed with CO 2 before compression.
  • a gas obtained in the gas treatment which contains predominantly CO 2 and at least 10 ppm H 2 S and / or CO in the hydrocarbon and / or hydrogen-containing recirculated gas is admixed, wherein it can also be provided that the recirculated gas is at least partially used to convey the fuel in a storage tank for pressure build-up in the storage tank and / or for fluidization of the fuel in the storage tank.
  • a generally designated 1 plant dusty fuel is transferred from a reservoir 2 via the connecting line 2 c to the lock container 3.
  • the lock container 3 To be able to absorb fuel, the lock container 3 must first be relaxed. The effluent from the lock containers gas 3e is dedusted and released into the atmosphere. Then the locks are filled with fuel and pressurized with gas 3a and 3b. Thereafter, the outlet line of the lock is rinsed with 3c and the dust-like fuel from the lock container 3 is conveyed via the line 4 into the storage tank 5. In this case, loosening and fluidizing gas 3b and transport gas 4a are added.
  • the storage tank 5 is permanently at operating pressure and continuously supplies the gasifier 7 via a plurality of lines 6.
  • the feed from the storage tank is effected by adding loosening and fluidizing gas 5b into the outlet area of the tank and by means of further transport gas 5c into the burner duct 6.
  • the fuel flow 6 is continuously and regulated pneumatically, preferably by dense phase conveying, transported into the gasification 7 via burners 7a ,
  • the expansion gas 5 e is returned from the storage tank with an injector 14.
  • the gasification 7 comprises a gasification reactor, a gas cooling and dedusting and a cooling and discharge of the slag 7b and the solids-containing water. In CO conversion 8, part of the carbon monoxide and water vapor is converted to carbon dioxide and hydrogen.
  • the gas is purified in the gas purification 9 with a solvent (eg methanol) and carbon dioxide is separated from the synthesis gas (predominantly H 2 and CO).
  • a solvent eg methanol
  • carbon dioxide is separated from the synthesis gas (predominantly H 2 and CO).
  • the carbon dioxide-containing gas obtained in the gas purification has a low pressure and usually contains small amounts of pollutants such as carbon monoxide ⁇ 1%, hydrogen sulfide ⁇ 10 ppmv and traces of hydrocarbons.
  • the recovered carbon dioxide may have one or more qualities.
  • the figure shows a low-pollutant CO 2 stream 9a and a polluted with pollutants stream 9b, which are separately compressed.
  • the leached amount of CO 2 is higher than the need for FeststoffSchleusung and promotion, so that more CO 2 streams leave the gas purification 9.
  • the purified synthesis gas is converted to methanol in 10 and MTG synthesis 11 to gasoline IIb and LPG 11c.
  • Hydrogen is often required for the treatment of the liquid products, which is obtained in 12 by separation, for example by the PSA process.
  • the by-products IIa, expansion gases 10a and the residual gas 12a are fed into suitable pressure stages of the compressor 13 and recycled according to the invention via the streams 13a and 13b. These currents are marked with an additional dotted line.
  • an imported gas eg CO 2 or nitrogen.
  • nitrogen is preferred, which can be stored for this purpose, for example in the liquid phase.
  • Locking gas 3d is also used as the propellant gas 13a for the injector 14, since the gas has a higher pressure.
  • the number of lock containers can be larger and a plurality of compressors for the compression of multiple fractions, which arise at different pressures, can be used.

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Abstract

Mit einem Verfahren zur Versorgung eines Flugstromvergasungsreaktors mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung eines CO- und H2- und flugaschehaltigen Gases unter Druck und bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Asche, wobei das entstehende Gas weiteren Behandlungsstufen, insbesondere wenigstens einer Synthesestufe zugeführt wird, soll die Ausbeute der flüssigen Produkte kostengünstig und in einfacher Weise gesteigert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass das aus der nachgeschalteten Behandlungsstufe stammende, noch Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoff enthaltende Abgas für die pneumatische Förderung des Brennstoffes in den Flugstromvergasungsreaktor eingesetzt wird.

Description

"Verfahren zur Versorgung eines Flugstromvergasungs- reaktors mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen"
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Versorgung eines Flugstromvergasungsreaktors mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung eines CO- und H2- und flugasche- haltigen Gases unter Druck und bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Asche, wobei das entstehende Gas weiteren Behandlungsstufen, insbesondere wenigstens einer Synthesestufe, zugeführt wird.
Bei der Schleusung und Zufuhr von feinkörnigem bis staub- förmigen Brennstoff mit einem kohlendioxid- , kohlenmono- xid- und sauerstoffhaltigen Gas in einem unter Druck stehenden Flugstromvergaser, in dem fein zerteilte oder staubförmige (< 0,5 mm) Brennstoffe, z.B. Kohle, Petrolkoks, biologische Abfälle, bzw. Brennstoffe in der Schwebe bei geringer Partikelbeladung (< 50 kg/m3) mit sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln unter erhöhtem Druck bis 10 MPa bei Temperaturen oberhalb des Schlackeschmelzpunktes umgesetzt werden, wird das sauerstoffhaltige Gas im unterstöchiometrischen Verhältnis zugeführt, so dass ein kohlenmonoxidhaltiges Produktgas erzeugt wird. Zum Stand der Technik seien hier als Beispiel die EP 0 333 991 Al oder die DE 10 2007 020 333 Al genannt.
Da der Brennstoff zunächst unter Umgebungsdruck vorliegt, muss er über das Zufuhrsystem zunächst auf ein Druckniveau oberhalb des Reaktordrucks gebracht werden, um dann dosiert zu den Brennern des Druckvergasungsreaktors gefördert zu werden.
Ein vorteilhaftes Verfahren sieht vor, dass der Brennstoff aus einem Vorratsbehälter in Schleusbehälter gefördert wird. Diese werden zunächst auf ein Druckniveau oberhalb des Reaktordruckes bespannt, um dann den Brennstoff über eine Förderleitung per Dichtstromförderung in einen permanent unter Druck stehenden Vorlagebehälter für die Brenner des Vergasungsreaktors zu fördern. Aus diesem Vorlagebehälter werden die Brenner kontinuierlich jeweils mit einem dosierten Brennstoffmassenstrom versorgt. Das zur Dichtstromförderung benötigte Transportgas wird im oder in der Nähe des Auslaufes des Schleusbehälters oder in die Förderleitung zugeführt. Die entleerten Schleusbehälter werden danach entspannt, um unter annähernd atmosphärischen Druck weitere BrennstoffCharge aufnehmen zu können. Das Entspannungsgas wird entstaubt und in die Atmosphäre freigesetzt .
Für die Schleusung wird üblicherweise Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage oder Kohlendioxid verwendet. Kohlendioxid wird angewandt, wenn ein Stickstoffarmes Synthesegas oder Wasserstoff und/oder CO erzeugt werden sollte.
Kohlendioxid kann in der der Vergasung folgenden Gasbehandlung gewonnen werden. Häufig wird das aus dem Vergaser ausströmende Gas entstaubt und gereinigt und einer CO-Konvertierung unterzogen, um das durch die Synthese geforderte H2/CO- Verhältnis einzustellen oder um einen reinen Wasserstoff zu erzeugen. Dabei werden CO und Wasserdampf in CO2 und Wasserstoff umgewandelt. Danach wird das Gas gekühlt, die Feuchte wird aus- kondensiert und anschließend wird CO2 in einer Wäsche mit zirkulierendem Lösungsmittel, z.B. MDEa, Genosorb oder Methanol, ausgewaschen. In einem Desorber wird durch Druckabsenkung oder Temperaturerhöhung das CO2 aus der Lösung ausgetrieben.
Das auf diese Weise gewonnene Gas enthält neben dem CO2 auch andere Komponenten, z.B. H2, CO, N2, Methan, Schwefelwasserstoff, Argon, Dämpfe des eingesetzten Lösungsmittels, z.B. Methanol, u.a. Der CO-Gehalt beträgt z.B. 0,1%. Es ist zwar möglich, den Gehalt der Schadstoffe in der Wäsche weiter abzusenken, der Aufwand (Investitionskosten und Betriebskosten, z.B. für Dampf- und Stromverbrauch) steigt jedoch schnell mit wachsenden Reinheitsforderungen.
Die DE 10 2007 020 333 Al beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines Staubeintragsystems für die Kohlestaubdruckvergasung, das einen Vorratsbunker, Staubeintragschleusen und ein Dosiergefäß umfasst. Dem Bunker wird dabei als Inertisie- rungs- und Auflockerungsmittel erhitzter Stickstoff zugeführt, dagegen das Aufdrücken des Schleusbehälters und Fördern des Staubes mit reinem CO2 erfolgt. Das Entspannungsgas aus dem Schleusbehälter wird entspannt und danach in einem Filter vom Feststoff befreit. Die Entleerung des bespannten Schleusbehälters in das Dosiergefäß erfolgt dabei mittels Schwer- kraftfluss.
Nachteile der bekannten Lösungen bestehen u.a. darin, dass das für die Schleusung und Fluidisierung verwendete Gas nur eine geringe Konzentration der UmweltSchadstoffe CO, H2S, Methanol u.a. enthalten darf , weil es in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die auf Schwerkraftfluss basierende Schleusung mit der
Übereinanderkonstruktion von Behältern ist wegen der großen Bauhöhe aufwändig und hat sich wegen der Kompaktierung des Schüttgutes als nicht ausreichend betriebssicher erwiesen. Trotz vieler, unterschiedlichster Ansätze hat es sich als außerordentlich schwierig erwiesen, den Prozess der Behälterbespannung so schonend durchzuführen, dass innere Spannungen im Schüttgut hinreichend niedrig gehalten werden.
Um ein Verfahren zur Brennstoffversorgung einer Druckvergasungsanlage bereitzustellen, die in wirtschaftlicher Weise sicherstellt, dass Emissionen von Schadstoffen aus Kohlenschleusung und dem Transport minimiert bzw. vollständig vermieden wird, schlägt die nicht vorveröffentlichte DE 10 2009 006 384 der Anmelderin u.a. vor, dass der Brennstoff mittels bestimmter Gasgemische aus einem Vorratsbehälter in den Schleusbehälter gefördert wird.
Um Schadstoffe, mit denen die Fördergase kontaminiert sind, z.B. CO, Methan, Schwefelwasserstoff, Dämpfe des eingesetzten Lösungsmittels, z.B. Methanol, etc., vor der Freisetzung in die Atmosphäre entsprechend zu behandeln, wird in dieser Anmeldung vorgeschlagen, das Kohlendioxid mit Sauerstoff als Schleusen- transportgas zu versetzen und katalytisch zu oxidieren.
Das gereinigte Synthesegas kann für Synthese der flüssigen Kohlenwasserstoffe verwendet werden, z.B. im Fischer-Tropsch- Verfahren oder im MTG- (Methanol to Gasoline) Verfahren, in dem im ersten Schritt Methanol erzeugt wird, der im zweiten Schritt in Benzin umgewandelt wird. In beiden Verfahren entstehen gasförmige Nebenprodukte, die überwiegend aus Kohlenwasserstoffen bestehen. In beiden Verfahren ist für die Behandlung der flüssigen Produkte Wasserstoff erforderlich, der z.B. durch Trennung in einer PSA-Anlage (Pressure Swing Absorption) erzeugt wird, wobei ein Restgas entsteht, das überwiegend CO und H2 enthält.
Stand der MTG-Technik: Ein Teil der gasförmigen Nebenprodukte wird diskontinuierlich zur Regeneration des MTG-Katalysators verwendet, der Überschuss wird exportiert. Bei geringer Anzahl von MTG-Reaktoren wird das Gas gesammelt, um während der Regeneration ausreichende Heizleistung erzeugen zu können. Nachteile: Sammelbehälter erforderlich, Bedarf anders als Erzeugung, Kohlenstoff wird als CO2 in die Atmosphäre freigesetzt anstatt in die Produkte eingebunden zu werden.
Der prinzipielle Vorteil der Rückführung der Nebenprodukte, Erhöhung der Ausbeute der flüssigen Produkte, ist bekannt, jedoch ist die Verdichtung und Rückführung der gasförmigen Nebenprodukte problematisch:
- Die Menge ist meistens für einen rotierenden radialen oder axialen Verdichter zu gering, dagegen haben Kolbenverdichter einen mehrfach höheren Wartungsbedarf,
- die Zusammensetzung und die Mengen schwanken. Da Kohlenwasserstoffe eine vielfach höhere Dichte als Wasserstoff haben (CH4 8x, C5H12 36x) und einen geringeren isentropen Koeffizienten, variieren die Eigenschaften des Gemisches und damit auch der Austrittsdruck eines rotierenden Verdichters. Bei einem vorübergehend erhöhten Wasserstoffanteil und dadurch einer geringen Dichte des Gases, liefert ein rotierender Verdichter einen deutlich verringerten Druck, der für die Einspeisung des Gases in den Vergaser zu niedrig sein kann,
- ein Teil der Kohlenwasserstoffe kondensiert bei Verdichtung,
- ein Einspeisekanal ist im Vergaser erforderlich, der gespült werden muss, wenn die Nebenprodukte nicht vorhanden sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Ausbeute der flüssigen Produkte kostengünstig und in einfacher Weise zu steigern.
Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das aus der nachgeschalteten Behandlungsstufe stammende, noch Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoff enthaltende Abgas für die pneumatische Förderung des Brennstoffes in den Flugstrom- vergasungsreaktor eingesetzt wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die weiteren Behandlungsstufen von einer CO-Konvertierungs- stufe, einer Gasreinigungsstufe sowie einer ersten Synthesestufe, z.B. zur Methanolsynthese, und einer zweiten Synthesestufe, z.B. einer MTG- (Methanol to Gasoline) Stufe, gebildet werden, wobei die rückgeführten Gase wenigstens 1 Vol. -% der Kohlenwasserstoffe und/oder 1 Vol.-% des Wasserstoffes enthalten.
Die Vorteile der Erfindung liegen u.a. darin, dass die gasförmigen oder verdampften Nebenprodukte der Synthesen (z.B. der Methanol- und der MTG-Synthese) mit Kohlendioxid (CO2) vermischt werden, wodurch die Gasmenge erhöht und die Eigenschaften des Gases stabilisiert werden, damit ein rotierender Verdichter eingesetzt werden kann. Die Menge des Kohlendioxids wird so gewählt, dass die Kondensation der Kohlenwasserstoffe während der Verdichtung vermieden wird. Eine mit Schadstoffen belastete C02-Fraktion kann dabei verwendet werden, wodurch die üblicherweise erforderliche CO2- Behandlung entfallen kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für die Verdünnung des in den Vergaser geförderten festen Brennstoffes anstatt eines reinen Fördergases das verdichtete Gasgemisch verwendet wird, wobei zusätzlich das Gemisch ebenfalls für die Förderung des Brennstoffes aus dem Schleusbehälter in den Vorlagebehälter verwendet werden kann, wobei eine Rückführung der Entspannungsgase bevorzugt mit einen Injektor verwendet wird, um Freisetzung der H2-, CO- und kohlenwasserstoffhaltigen Gase zu vermeiden.
Die Erfindung sieht auch vor, dass die aus den nachgeschalteten Anlagen rückgeführten Gase vor der Verdichtung mit CO2 vermischt werden .
In Ausgestaltung ist auch vorgesehen, dass als ein in der Gasbehandlung gewonnenes Gas, das überwiegend CO2 und mindestens 10 ppm H2S und/oder CO enthält im Kohlenwasserstoff und/oder Wasserstoff enthaltenden rückgeführten Gas beigemischt wird, wobei auch vorgesehen sein kann, dass das rückgeführte Gas wenigstens teilweise zur Förderung des Brennstoffes in einem Vorlagebehälter zum Druckaufbau im Vorlagebehälter und/oder zur Fluidisierung des Brennstoffes im Vorlagebehälter eingesetzt wird.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt ein Schema des erfindungsgemäßen Vergasungsverfahrens .
In einer allgemein mit 1 bezeichneten Anlage wird staubförmiger Brennstoff aus einem Vorratsbehälter 2 über die Verbindungsleitung 2c an die Schleusbehälter 3 übergeben. Um Brennstoff aufnehmen zu können, müssen die Schleusbehälter 3 zunächst entspannt werden. Das aus den Schleusbehältern ausströmende Gas 3e wird entstaubt und in die Atmosphäre freigesetzt. Dann werden die Schleusen mit Brennstoff gefüllt und mit Gas 3a und 3b aufgedrückt. Danach wird die Austrittsleitung der Schleuse mit 3c gespült und der staubförmige Brennstoff vom Schleusbehälter 3 über die Leitung 4 in den Vorlagebehälter 5 gefördert. Dabei werden Auflockerungs- und Fluidisiergas 3b und Transportgas 4a zugegeben. Der Vorlagebehälter 5 befindet sich permanent auf Betriebsdruck und versorgt kontinuierlich den Vergaser 7 über mehrere Leitungen 6.
Die Förderung aus dem Vorlagebehälter erfolgt durch Zugabe von Auflockerungs- und Fluidisiergas 5b in den Austrittsbereich des Behälters und mittels weiteren Transportgases 5c in die Brennerleitung 6. Der Brennstoffström 6 wird kontinuierlich und geregelt pneumatisch, bevorzugt per DichtStromförderung, in die Vergasung 7 über Brenner 7a transportiert. Das Entspannungsgas 5e wird aus dem Vorlagebehälter mit einem Injektor 14 rückgeführt . Die Vergasung 7 umfasst einen Vergasungsreaktor, eine Gas- abkühlung und Entstaubung und eine Abkühlung und Ausschleusung der Schlacke 7b und des feststoffhaltigen Wassers . In der CO-Konvertierung 8 wird ein Teil des Kohlenmonoxids und des Wasserdampfes in Kohlendioxid und Wasserstoff konvertiert. Danach wird das Gas in der Gasreinigung 9 mit einem Lösungsmittel (z.B. Methanol) gereinigt und Kohlendioxid wird vom Synthesegas (überwiegend H2 und CO) getrennt. Das in der Gasreinigung gewonnene kohlendioxidhaltige Gas hat einen geringen Druck und enthält in der Regel geringe Anteile von Schadstoffen wie z.B. Kohlenmonoxid < 1%, Schwefelwasserstoff < 10 ppmv und Spuren von Kohlenwasserstoffen. Das gewonnene Kohlendioxid kann eine oder mehrere Qualitäten aufweisen.
Die Figur zeigt einen Schadstoffarmen CO2-Strom 9a und einen mit Schadstoffen belasteten Strom 9b, die separat verdichtet werden. Üblicherweise ist die ausgewaschene CO2-Menge höher als der Bedarf der FeststoffSchleusung und Förderung, so dass weitere CO2-Ströme die Gasreinigung 9 verlassen. Das gereinigte Synthesegas wird in 10 in Methanol und in der MTG-Synthese 11 in Benzin IIb und in LPG 11c umgewandelt. Für die Behandlung der flüssigen Produkte ist häufig Wasserstoff erforderlich, der in 12 durch Trennung z.B. mit dem PSA-Verfahren gewonnen wird. Die Nebenprodukte IIa, Entspannungsgase 10a und das Restgas 12a werden in geeignete Druckstufen des Verdichters 13 eingespeist und gemäß der Erfindung über die Ströme 13a bzw. 13b rückgeführt. Diese Ströme sind mit einer zusätzlichen gepunkteten Linie gekennzeichnet.
Zum Anfahrbetrieb der Gesamtanlage ist ein importiertes Gas erforderlich, z.B. CO2 oder Stickstoff. Häufig wird die Verwendung von Stickstoff bevorzugt, der für diesen Zweck beispielsweise in flüssiger Phase bevorratet werden kann. Sobald der Betrieb soweit aufgenommen ist, dass in der Gasreinigung das Kohlendioxid separiert wird, erfolgt für den weiteren Regelbetrieb eine Umschaltung auf kohlendioxidhaltiges Gas, dem nach der Inbetriebnahme der Synthesen 10 und 11 weitere Gase beigemischt werden.
Als alternative Verfahrensführungen kommen in Betracht:
- nur eines der Gase 10a, IIa, 12a, zwei davon oder mehrere Fraktionen mit unterschiedlichen Drücken,
- einige der Einspeisungen 4a, 5a, 5b mit Schleusgas 3d,
- das rückgeführte CO-, H2-, CnHm-haltige Gas 13b nur für 5c, dann ist der Injektor 14 wegen der Freisetzung nicht erforderlich,
- das rückgeführte CO-, H2-, CnHm-haltige Gas 13b auch als Schleusgas 3d. Deutlich mehr Gas kann verwendet werden, das Entspannungsgas muss jedoch gereinigt oder in einem Gaspuffer gesammelt und z.B. mit dem Kompressor 13 verdichtet werden,
- Schleusgas 3d wird auch als Treibgas 13a für den Injektor 14 verwendet, da das Gas einen höheren Druck hat.
Neben dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen sein, dass die Anzahl der Schleusbehälter größer sein kann und mehrere Kompressoren für die Verdichtung von mehreren Fraktionen, die mit unterschiedlichen Drücken anfallen, eingesetzt werden können.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Versorgung eines Flugstromvergasungsreaktors mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung eines CO- und H2- und flugaschehaltigen Gases unter Druck und bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Asche, wobei das entstehende Gas weiteren Behandlungsstufen, insbesondere wenigstens einer Synthesestufe, zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das aus der nachgeschalteten Behandlungsstufe stammende, noch Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoff enthaltende Abgas für die pneumatische Förderung des Brennstoffes in den
Flugstromvergasungsreaktor eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weiteren Behandlungsstufen von einer CO-Konvertie- rungsstufe, einer Gasreinigungsstufe sowie einer ersten Synthesestufe, z.B. zur Methanolsynthese, und einer zweiten Synthesestufe, z.B. einer MTG- (Methanol to Gasoline) Stufe, gebildet werden, wobei die rückgeführten Gase wenigstens 1 Vol.-% der Kohlenwasserstoffe und/oder 1 Vol.-% des Wasserstoffes enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die aus den nachgeschalteten Anlagen rückgeführten Gase vor der Verdichtung mit CO2 vermischt werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als ein in der Gasbehandlung gewonnenes Gas, das überwiegend CO2 und mindestens 10 ppm H2S und/oder CO enthält, im Kohlenwasserstoff und/oder Wasserstoff enthaltenden rückgeführten Gas beigemischt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das rückgeführte Gas wenigstens teilweise zur Förderung des Brennstoffes in einem Vorlagebehälter zum Druckaufbau im Vorlagebehälter und/oder zur Fluidisierung des Brennstoffes im Vorlagebehälter eingesetzt wird.
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