EP3638753A1 - Nachbehandlungsanordnung und verfahren zum nachbehandeln von zumindest gasen stromab einer wirbelschichtvergasung sowie logikeinheit und verwendung - Google Patents

Nachbehandlungsanordnung und verfahren zum nachbehandeln von zumindest gasen stromab einer wirbelschichtvergasung sowie logikeinheit und verwendung

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EP3638753A1
EP3638753A1 EP18730743.4A EP18730743A EP3638753A1 EP 3638753 A1 EP3638753 A1 EP 3638753A1 EP 18730743 A EP18730743 A EP 18730743A EP 3638753 A1 EP3638753 A1 EP 3638753A1
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EP
European Patent Office
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bed gasification
fluidized bed
downstream
unit
aftertreatment
Prior art date
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Pending
Application number
EP18730743.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Abraham
Domenico Pavone
Dobrin Toporov
Herbert PALMOWSKI
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Gidara Energy BV
Original Assignee
Plurality Partners BV
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • C10J2300/1892—Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for aftertreatment of at least gases downstream of a fluidized bed gasification, in particular downstream of a HTW carburetor. In particular, a particle separation and cooling must take place. Furthermore, the invention also relates to the use of components for treating the gas in this arrangement. In particular, the invention relates to an arrangement and a method according to the preamble of the respective claim.
  • the high temperature fluidized bed gasification according to Winkler is carried out at elevated pressure and can be described as pressure-loaded fluidized bed gasification, especially at pressures above 20 bar, in which a dust discharge from the system.
  • the original Winkler fluidized bed gasification was carried out at ambient pressure.
  • HTW gasification can be used to advantage for a wide range of applications. Examples include: production of synthesis gas, in particular for products of the petrochemical industry, applications in power plants for power generation, or gasification of biomass, household waste or hard coal with a high ash content.
  • a recycle cyclone is used in HTW gasification.
  • the raw gas laden with particulate matter is passed from the gasifier via the recycle cyclone to a raw gas cooler.
  • the efficiency or effectiveness of dust separation in the recycle cyclone is not sufficiently high, especially at high pressures or high gas density due to difficult particle separation.
  • Downstream of the recycle cyclone or raw gas cooler therefore one or more hot gas filters are arranged. But this is not a particularly satisfactory measure. Due to insufficient particle separation is reflected in the hot gas filters, a high proportion of foreign substances, especially carbon, the impurities then not More can be recycled in a simple manner, but must be recycled in a complicated way in the process or disposed of separately.
  • the foreign substances accumulating in the hot gas filter must be returned to the gasifier by means of a line system (in particular also screw conveyors), or incinerated at great expense in separate boilers, for which case the supply of auxiliary fuels is occasionally required.
  • EP 1 201 731 A1 describes a fluidized-bed gasifier with a first and second post-gasification zone, which by means of a return zone, in contrast to conventional HTW gasifiers, makes it possible for the entire ash to remain in the system.
  • a splashing zone provided above the fluidized bed zone, the dust load of the raw gas is lowered before entering a cooling zone. Cooling is carried out by removing superheated steam to a temperature range of preferably 550 to 650 ° C.
  • DE 10 2006 017 353 A1 describes a virtually pressureless process for process-integrated gas purification, wherein an intermediate cooling to 150 to 700 ° C and dedusting in a so-called multicyclone and in a downstream battery of sintered metal filters.
  • the object of the invention is to provide an arrangement and a method in connection with a fluidized-bed gasification, in particular the HTW gasification, with which different starting materials in or after a fluidized bed gasification, in particular pressure-charged fluidized bed gasification (HTW process) can be treated in an advantageous manner.
  • a fluidized-bed gasification in particular the HTW gasification
  • HTW process pressure-charged fluidized bed gasification
  • the widest possible range of operating pressures should be made possible. High economic efficiency and high operational reliability are of course just as desirable, not least in order to be able to ensure good suitability for practical use.
  • an aftertreatment arrangement for aftertreatment of at least gases (and optionally also for aftertreatment of bottoms) upstream or downstream of a fluidized bed gasification, in particular downstream of an HTW gasifier of a pressure-charged fluidized bed gasification, with a downstream of the fluidized bed gasification and upstream of a particle separation unit which can be used for the further aftertreatment of the gas (raw) gas cooler, the aftertreatment arrangement comprising an intermediate cooling unit arranged downstream of the fluidized bed gasification and upstream of the particle separation unit, with a gasification vapor return coupled to the fluidized bed gasification.
  • This provides high efficiency generally in fluidized bed gasification, and especially in conjunction with an HTW carburetor.
  • steam can be used directly as a gasification agent.
  • the deposition of foreign substances or dust can be done in a more effective manner.
  • a particularly high gasification efficiency can be realized.
  • system costs can be reduced, especially with regard to the operation of the hot gas filter no longer required screw conveyor (discharge screws).
  • downstream of a fluidized bed gasification in particular "downstream of an HTW gasifier” is to be understood an arrangement behind the respective component in the flow direction of the gas towards a withdrawal of synthesis gas.
  • Intermediate cooling unit can be immediately downstream of the HTW carburetor, so without the interposition of other components or process steps.
  • the arrangement of the Péroabscheideech can be immediately downstream of the intermediate cooling unit, ie without the interposition of other components or process steps.
  • discharge side of is to be understood as an arrangement in the direction of material flow of bottom products, ie in the direction of a plant component by means of which soil product or dust is discharged.
  • the aftertreatment arrangement may also comprise the components already used in an HTW process, e.g. the HTW carburetor and / or the raw gas cooler.
  • the P are designed as a cyclone candle filter unit.
  • the cyclone candle filter unit may be formed together with the intermediate cooling unit as a combined plant / process component.
  • the cyclone candle filter unit has a dust return coupled to the fluidized bed gasification or to the HTW gasifier. This enables an efficient process.
  • the cyclone candle filter unit can be repeatedly used as a kind of pre-separator.
  • the aftertreatment arrangement comprises a bottom product oxidation chamber arranged / disposed on the discharge side of the fluidized-bed gasification or of the HTW gasifier, in particular coupled / coupled to the HTW gasifier, in particular configured for the conversion of Carbon.
  • the aftertreatment arrangement comprises a bottom product cooling unit arranged on the discharge side of the fluidized-bed gasification or by the HTW carburetor, in particular disposed on the discharge side of a bottom product oxidation chamber or can be coupled / coupled thereto.
  • the cyclone candle filter unit is combined with the intermediate cooling unit to form a unit. This also covers a wide temperature range.
  • the combined unit may be located immediately downstream of the HTW carburetor.
  • the above object is also achieved by a method for aftertreatment of at least gases (and optionally also for the aftertreatment of bottoms) downstream or discharge side of a fluidized bed gasification or HTW carburetor of a pressure-charged fluidized bed gasification, comprising a downstream of the fluidized bed gasification or from HTW carburetor and upstream of a usable for further treatment of gases (raw) gas cooling / arrangeable particle deposition, wherein gas from the fluidized bed gasification upstream of the particle deposition is subjected to intermediate cooling or is passed through at least one intermediate cooling unit, in conjunction with a return from gasification vapor from the intermediate cooling or an intermediate cooling unit back to the fluidized bed gasification.
  • gasification steam can be recirculated from the intermediate cooling into the fluidized-bed gasification, as a result of which, in particular, a high degree of flexibility is also provided Process parameters can be achieved.
  • Last but not least, a lock system is not required.
  • the intermediate cooling to about 650 ° C, in particular from about 950 ° C to at least approximately 650 ° C or exactly 650 ° C.
  • a coupling with a cyclone candle filter unit can be carried out in a simple manner.
  • a temperature of at least approximately 650 ° C is a temperature in the range of 640 to 660 ° C to understand.
  • the particle separation is carried out by means of a cyclone candle filter unit.
  • the cyclone candle filter unit provides in particular in the process chain described herein advantages for the entire process.
  • dust is returned from the particle separation to the fluidized bed gasification. This results in procedural advantages.
  • an oxidation of the bottom product in particular of carbon, takes place.
  • Bottom product from the fluidized bed gasification or from the HTW gasifier is oxidized, in particular in a downstream of the HTW carburetor arranged oxidation chamber. This facilitates or facilitates not least the removal of the soil product to the landfill.
  • a bottom product cooling takes place on the discharge side of the fluidized bed gasification or on the discharge side of the HTW gasifier, in particular on the discharge side of an oxidation of the bottom product or a corresponding oxidation chamber. This results in the aforementioned advantages.
  • the gas downstream of the fluidized-bed gasification or of the HTW carburettor in series is first of the intermediate cooling, then the particle deposition and then subjected to (raw) gas cooling.
  • This process combination results in an overall process which can be used in a particularly flexible manner, also in conjunction with a slim system design.
  • synthesis gas is generated by passing gas from the fluidized bed gasification downstream of the (raw) gas cooling through at least one water wash unit, a lift unit, and a desulfurization unit.
  • the shift unit can be provided by a fixed bed with catalyst.
  • the previously used hot gas filter is no longer necessary, especially thanks to the cyclone candle filter.
  • the method described above can advantageously be carried out by means of a previously described aftertreatment arrangement.
  • a logic unit for controlling a previously described method in particular in a previously described aftertreatment arrangement, wherein the logic unit is coupled to the intermediate cooling unit and is arranged to control the cooling of the gases, in particular in a range between 950 ° C and 650 ° C, and is adapted for controlling a gas supply to a P
  • abscheideiki or to a Boden etcoxidationshunt in particular for controlling at least one volume flow.
  • FIG. 1 shows an arrangement with an HTW carburetor, in which gas is discharged downstream in a recycle cyclone and in a bottom product cooling screw, and
  • FIG. 2 shows an aftertreatment arrangement according to an exemplary embodiment in FIG.
  • FIG. 1 shows a high-temperature Winkler (HTW) gasifier 1, a recirculation cyclone (particle separator) 2 arranged downstream thereof on a first gas flow path, downstream of which a raw gas cooler 3, a hot gas filter 4, a water wash or water wash unit 5, a shift resp a shifter unit 6, a desulphurisation unit or desulphurisation unit 7, and in each case downstream of the HTW carburetor 1 on a second or third gas flow path a conveying device, in particular a screw 8, once in the form of a cooling screw 8a for dust, and once as a cooling screw 8b for bottoms, further downstream of each a discharge screw 8c, and finally a fluidized bed chamber 9.
  • HTW Winkler
  • FIG. 2 shows an aftertreatment arrangement 10 with a particle separation or a particle separation unit 11, in particular designed as a cyclone candle filter unit. Downstream of the HTW carburetor 1 and upstream of the cyclone candle filter unit 11, an intermediate cooling or intermediate cooling unit 12 is provided.
  • the HTW carburetor 1 is supplied with gasification steam B, which gasification steam B from the intermediate cooling unit 12 can be recycled via a return Bl.
  • air, oxygen, CO 2 (feed C) and fuel D are fed to the HTW carburetor 1.
  • a raw gas cooler 3 Downstream of the cyclone candle filter unit 11 arranged on a first gas flow path, a raw gas cooler 3, a water wash unit 5, a shift unit 6 and a desulfurization unit 7 are arranged. Downstream of the desulfurization unit 7 synthesis gas G is discharged.
  • a hot gas filter (reference numeral 4 in Fig. 1) is no longer needed. Thanks to the cyclone candle filter 11 can be dispensed with a hot gas filter. Promotion facilities, especially snails are not provided. Rather, downstream of the HTW carburetor 1, a bottom product oxidation or at least one oxidation chamber 13 for bottom product and a bottom product cooling or at least one bottom product cooling unit 14 are arranged on a second gas flow path. Downstream of the bottom product cooling 14, ash H is discharged.
  • a logic unit 20 is coupled to at least the HTW carburetor 1, the particle separation unit 11, the intermediate cooling unit 12, the oxidation chamber 13 and / or the bottom product cooling unit 14. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nachbehandlungsanordnung (10) zur Nachbehandlung von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung, insbesondere stromab eines HTW-Vergasers (1) einer druckaufgeladenen Wirbelschichtvergasung, mit einer stromab von der Wirbelschichtvergasung und stromauf von einem zur weiteren Nachbehandlung der Gase nutzbaren Gaskühler (3) anordenbaren Partikelabscheideeinheit (2; 11), wobei die Nachbehandlungsanordnung eine stromab von der Wirbelschichtvergasung und stromauf von der Partikelabscheideeinheit (11) anordenbare Zwischenkühleinheit (12) umfasst, mit einer an die Wirbelschichtvergasung koppelbaren Rückführung (B1) für Vergasungsdampf (B). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Nachbehandeln von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung sowie die Verwendung einer Zwischenkühleinheit.

Description

Nachbehandlungsanordnung und Verfahren zum Nachbehandeln von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung sowie Logikeinheit und Verwendung Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Nachbehandeln von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung, insbesondere stromab eines HTW-Vergasers. Dabei müssen insbesondere eine Partikelabscheidung und ein Kühlen erfolgen. Ferner betrifft die Erfindung auch die Verwendung von Komponenten zum Behandeln des Gases in dieser Anordnung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen Anspruchs.
Die Hochtemperatur-Wirbelschicht-Vergasung nach Winkler (HTW) wird bei erhöhtem Druck durchgeführt und kann als druckaufgeladene Wirbelschichtvergasung beschrieben werden, insbesondere bei Drücken über 20 bar, bei welcher ein Staubaustrag aus dem System erfolgt. Die ursprüngliche Winkler-Wirbelschichtvergasung hingegen wurde beim Umgebungsdruck durchgeführt. Die HTW-Vergasung kann für ein breites Spektrum von Anwendungen vorteilhaft genutzt werden. Beispielhaft genannt werden können: Erzeugung von Synthesegas insbesondere für Produkte der petrochemischen Industrie, Anwendungen in Kraftwerken zur Stromerzeugung, oder Vergasung von Biomasse, Hausmüll oder Steinkohle mit hohem Aschegehalt.
Üblicherweise wird bei der HTW-Vergasung ein Rückführzyklon eingesetzt. Das mit Feinstaub beladene Rohgas wird vom Vergaser über den Rückführzyklon zu einem Rohgaskühler geleitet. In vielen Fällen ist die Effizienz oder Effektivität der Staubabscheidung im Rückführzyklon nicht ausreichend hoch, insbesondere bei hohen Drücken oder hoher Gasdichte aufgrund erschwerter Partikelseparation. Stromab vom Rückführzyklon bzw. Rohgaskühler werden daher ein oder mehrere Warmgasfilter angeordnet. Doch ist dies keine besonders zufriedenstellende Maßnahme. Aufgrund unzureichender Partikelabscheidung schlägt sich in den Warmgasfiltern ein hoher Anteil von Fremdstoffen nieder, insbesondere Kohlenstoff, wobei die Fremdstoffe dann nicht mehr auf einfache Weise verwertet werden können, sondern auf aufwändige Weise in den Prozess zurückgeführt oder separat entsorgt werden müssen. Insbesondere müssen die sich im Warmgasfilter ansammelnden Fremdstoffe mittels eines Leitungssystems (insbesondere auch Schneckenförderern) zum Vergaser zurückgeführt werden, oder unter hohem Aufwand in separaten Kesseln verbrannt werden, wofür fallweise auch noch das Zuführen von Hilfsbrennstoffen erforderlich ist.
EP 1 201 731 AI beschreibt einen Wirbelschichtvergaser mit einer ersten und zweiten Nachvergasungszone, welcher mittels einer Rückführzone im Gegensatz zu üblichen HTW-Vergasern ermöglicht, dass die gesamte Asche im System verbleiben kann. In einer oberhalb der Wirbelschichtzone vorgesehenen Splashzone wird die Staubbeladung des Rohgases vor Eintritt in eine Kühlzone abgesenkt. Eine Kühlung erfolgt durch Abführen von überhitztem Dampf auf einen Temperaturbereich von bevorzugt 550 bis 650 °C.
DE 10 2006 017 353 AI beschreibt ein nahezu druckloses Verfahren zur prozessintegrierten Gasreinigung, wobei eine Zwischenkühlung auf 150 bis 700 °C und eine Entstaubung in einem so genannten Multizyklon und in einer nachgeschalteten Batterie von Sintermetallfiltern erfolgt.
DE 43 39 973 Cl beschreibt ein Verfahren zur Vergasung von Abfallstoffen.
Bisherige Verfahren lassen sich jedoch nicht in vielerlei Hinsicht auf zufriedenstellende Weise im Zusammenhang mit der Wirbelschichtvergasung nutzen, insbesondere nicht für die oder bei der HTW-Vergasung. Gestiegene Anforderungen an Effizienz, Reinheit und Flexibilität im Prozess erfordern eine Weiterentwicklung bestehender Anlagen und Verfahren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahren im Zusammenhang mit einer Wirbelschichtvergasung, insbesondere der HTW-Vergasung bereitzustellen, womit unterschiedliche Einsatzstoffe in oder nach einer Wirbelschichtvergasung, insbesondere druckaufgeladenen Wirbelschichtvergasung (HTW-Verfahren) auf vorteilhafte Art und Weise behandelt werden können. Insbesondere soll auch ein möglichst breites Spektrum von Betriebsdrücken ermöglicht werden. Hohe Wirtschaftlichkeit und hohe Betriebssicherheit sind freilich ebenso gewünscht, nicht zuletzt um eine gute Praxis- tauglichkeit sicherstellen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Nachbehandlungsanordnung zur Nachbehandlung von zumindest Gasen (und optional auch zur Nachbehandlung von Bodenprodukt) stromab bzw. austragsseitig einer Wirbelschichtvergasung, insbeson- dere stromab eines HTW-Vergasers einer druckaufgeladenen Wirbelschichtvergasung, mit einer stromab von der Wirbelschichtvergasung und stromauf von einem zur weiteren Nachbehandlung der Gase nutzbaren (Roh-)Gaskühler angeordneten/anordenbaren Partikelabscheideeinheit, wobei die Nachbehandlungsanordnung eine stromab von der Wirbelschichtvergasung und stromauf von der Partikelabscheideeinheit angeordnete/anordenbare Zwischenkühleinheit umfasst, mit einer an die Wirbelschichtvergasung gekoppelten/koppelbaren Rückführung für Vergasungsdampf. Dies liefert eine hohe Effizienz allgemein bei Wirbelschichtvergasung, und speziell in Verbindung mit einem HTW-Vergaser. Dabei wird Dampf als Vergasungsmittel direkt einsetzbar. Insbesondere kann die Abscheidung von Fremdstoffen bzw. Staub auf effektivere Weise erfolgen. Nicht zuletzt kann auch ein besonders hoher Vergasungswirkungsgrad realisiert werden. Auch können Anlagekosten reduziert werden, insbesondere hinsichtlich des Betriebes der Warmgasfilter nicht mehr erforderlicher Schneckenförderer (Austragsschnecken). Als eine Anordnung „stromab von einer Wirbelschichtvergasung", insbesondere „stromab eines HTW-Vergasers" ist eine Anordnung hinter der jeweiligen Komponente in Strömungsrichtung des Gases hin zu einem Abzug von Synthesegas zu verstehen.
Im Folgenden wird synonym auf die Wirbelschichtvergasung und gleichzeitig auf die HTW-Vergasung Bezug genommen, und umgekehrt. Die Anordnung der Zwischenkühleinheit kann unmittelbar stromab vom HTW-Vergaser sein, also ohne Zwischenschaltung weiterer Komponenten oder Verfahrensschritte.
Die Anordnung der Partikelabscheideeinheit kann unmittelbar stromab von der Zwischenkühleinheit sein, also ohne Zwischenschaltung weiterer Komponenten oder Verfahrensschritte.
Als eine Anordnung„austragsseitig von" ist eine Anordnung in Stoffstromrichtung von Bodenprodukten zu verstehen, also in Richtung zu einer Anlagenkomponente, mittels welcher Bodenprodukt oder Staub ausgetragen wird.
Die Nachbehandlungsanordnung kann dabei auch die bisher bereits verwendeten Komponenten in einem HTW-Prozess umfassen, z.B. den HTW-Vergaser und/oder den Rohgaskühler.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Partikelabscheideeinheit als Zyklonkerzenfiltereinheit ausgebildet. Hierdurch lassen sich verfahrenstechnische Vorteile erzielen, insbesondere kann eine effektive Feinabscheidung in nachgeschalteten keramischen Filtern ermöglicht werden. Die Zyklonkerzenfiltereinheit kann zusammen mit der Zwischenkühleinheit als kombinierte Anlagen-/Verfahrenskomponente ausgebildet sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Zyklonkerzenfiltereinheit eine an die Wirbelschichtvergasung bzw. an den HTW-Vergaser gekoppelte/koppelbare Staubrückführung auf. Hierdurch wird ein effizientes Verfahren ermöglicht. Insbesondere ergibt sich der Vorteil, dass die Zyklonkerzenfiltereinheit wiederholt als eine Art Vorabscheider eingesetzt werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Nachbehandlungsanordnung eine austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung bzw. vom HTW-Vergaser angeordnete/anordenbare Bodenproduktoxidationskammer, insbesondere an den HTW- Vergaser gekoppelt/koppelbar, insbesondere eingerichtet zur Umsetzung von Kohlenstoff. Hierdurch kann Kohlenstoff derart reduziert werden, dass das Bodenprodukt deponiefähig wird, insbesondere mit weniger als 4 Gewichtsprozent Kohlenstoff. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Nachbehandlungsanordnung eine austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung bzw. vom HTW-Vergaser angeordnete/anordenbare Bodenproduktkühleinheit, insbesondere austragsseitig von einer/der Bodenproduktoxidationskammer angeordnet/anordenbar bzw. daran gekoppelt/koppelbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Zyklonkerzenfiltereinheit mit der Zwischenkühleinheit zu einer Einheit kombiniert. Hierdurch lässt sich auch ein großer Temperaturbereich abdecken. Die kombinierte Einheit kann unmittelbar stromab vom HTW-Vergaser angeordnet sein.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zum Nachbehandeln von zumindest Gasen (und optional auch zur Nachbehandlung von Bodenprodukt) stromab bzw. austragsseitig einer Wirbelschichtvergasung bzw. eines HTW-Vergasers einer druckaufgeladenen Wirbelschichtvergasung, umfassend eine stromab von der Wirbelschichtvergasung bzw. vom HTW-Vergaser und stromauf von einer zur weiteren Nachbehandlung der Gase nutzbaren (Roh-)Gaskühlung angeordneten/anordenbaren Partikelabscheidung, wobei Gas aus der Wirbelschichtvergasung stromauf von der Partikelabscheidung einer Zwischenkühlung unterzogen wird bzw. über wenigstens eine Zwischenkühleinheit geleitet wird, in Verbindung mit einer Rückführung von Vergasungsdampf von der Zwischenkühlung bzw. einer Zwischenkühleinheit zurück zur Wirbelschichtvergasung. Hierdurch kann ein vorteilhaftes Verfahren bereitgestellt werden, insbesondere auch ein wirtschaftliches, flexibel anwendbares Verfahren. Dabei kann Vergasungsdampf von der Zwischenkühlung in die Wirbelschichtvergasung zurückgeführt werden, wodurch insbesondere auch eine hohe Flexibilität hinsichtlich Verfahrensparametern erzielt werden kann. Insbesondere ergibt sich auch eine kompakte Bauform. Nicht zuletzt ist ein Schleusensystem nicht erforderlich.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Zwischenkühlung auf ca. 650 °C, insbesondere von ca. 950 °C auf zumindest annähernd 650 °C oder exakt 650 °C. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Koppelung mit einer/der Zyklonkerzen- filtereinheit erfolgen. Als eine Temperatur von zumindest annähernd 650 °C ist dabei eine Temperatur im Bereich von 640 bis 660 °C zu verstehen. Gemäß einer Ausführungsform wird die Partikelabscheidung mittels einer Zyklonkerzen- filtereinheit durchgeführt. Hierdurch kann die Belastung bzw. Beanspruchung von weiteren Filtereinheiten minimiert werden. Die Zyklonkerzenfiltereinheit liefert insbesondere in der hier beschriebenen Verfahrens kette Vorteile für den gesamten Prozess. Gemäß einer Ausführungsform wird Staub von der Partikelabscheidung in die Wirbelschichtvergasung zurückgeführt. Hierdurch ergeben sich verfahrenstechnische Vorteile.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung eine Oxidation von Bodenprodukt, insbesondere von Kohlenstoff. Bodenprodukt aus der Wirbelschichtvergasung bzw. aus dem HTW-Vergaser wird oxidiert, insbesondere in einer stromab vom HTW-Vergaser angeordneten Oxidationskammer. Dies ermöglicht oder erleichtert nicht zuletzt die Abführung des Bodenproduktes zur Deponie. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung bzw. austragseitig vom HTW-Vergaser eine Bodenproduktkühlung, insbesondere austragsseitig von einer/der Oxidation von Bodenprodukt bzw. einer entsprechenden Oxidationskammer. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Gemäß einer Ausführungsform wird das Gas stromab von der Wirbelschichtvergasung bzw. vom HTW-Vergaser in Reihe zunächst der Zwischenkühlung, dann der Partikel- abscheidung und dann einer/der (Roh-)Gaskühlung unterzogen. Durch diese Verfahrenskombination ergibt sich ein besonders flexibel nutzbarer Gesamtprozess, auch in Verbindung mit einer schlanken Anlagenkonstruktion. Gemäß einer Ausführungsform wird Synthesegas erzeugt, indem Gas aus der Wirbelschichtvergasung stromab von der (Roh-)Gaskühlung durch wenigstens eine Wasserwäscheeinheit, eine Shifteinheit und eine Entschwefelungseinheit geführt wird. Hierdurch kann das Verfahren auf einfache Weise mit weiteren Nachbehandlungsschritten gekoppelt werden. Die Shifteinheit kann durch ein Festbett mit Katalysator bereitgestellt werden. Der bisher verwendete Warmgasfilter ist dabei nicht mehr erforderlich, insbesondere dank des Zyklonkerzenfilters.
Das zuvor beschriebene Verfahren kann vorteilhafterweise mittels einer zuvor beschriebenen Nachbehandlungsanordnung durchgeführt werden.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Logikeinheit eingerichtet zum Steuern eines zuvor beschriebenen Verfahrens, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Nachbehandlungsanordnung, wobei die Logikeinheit an die Zwischenkühleinheit gekoppelt ist und eingerichtet ist zum Regeln des Kühlens der Gase, insbesondere in einem Bereich zwischen 950°C und 650°C, und eingerichtet ist zum Regeln einer Gaszuführung zu einer Partikelabscheideeinheit oder auch zu einer Bodenproduktoxidationskammer, insbesondere zum Regeln wenigstens eines Volumenstromes. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Zwischenkühleinheit stromab von einer Wirbelschichtvergasung bzw. einem HTW- Vergaser und stromauf von einer Partikelabscheideeinheit für Gase der Wirbelschichtvergasung, in Verbindung mit einer Staubrückführung aus der Zwischenkühleinheit zurück zur Wirbelschichtvergasung, insbesondere bei der Synthesegasherstellung in einer zuvor beschriebenen Nachbehandlungsanordnung oder bei einem zuvor beschriebenen Verfahren. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung
Fig. 1 eine Anordnung mit einem HTW-Vergaser, in welcher Gas stromab in einen Rückführzyklon und in eine Bodenproduktkühlschnecke abgeführt wird, und
Fig. 2 eine Nachbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel in
Eingliederung stromab bzw. austragsseitig von einem HTW-Vergaser. Die Fig. 1 zeigt einen Hochtemperatur-Winkler (HTW)-Vergaser 1, einen stromab davon auf einem ersten Gasströmungspfad angeordneten Rückführzyklon (Partikelabscheider) 2, stromab davon einen Rohgaskühler 3, einen Warmgasfilter 4, eine Wasserwäsche bzw. Wasserwäscheeinheit 5, einen Shift bzw. eine Shifteinheit 6, eine Entschwefelung bzw. Entschwefelungseinheit 7, sowie jeweils stromab vom HTW-Vergaser 1 auf einem zweiten bzw. dritten Gasströmungspfad angeordnet eine Förderungseinrichtung, insbesondere Schnecke 8, einmal in Ausgestaltung als Kühlschnecke 8a für Staub, und einmal in Ausgestaltung als Kühlschnecke 8b für Bodenprodukt, weiter stromab davon jeweils eine Austragsschnecke 8c, und schließlich eine Wirbelschichtkammer 9. Vom Partikelabscheider 2 erfolgt eine Staubrückführung AI von Staub A zurück zum HTW-Vergaser l. Dem HTW-Vergaser 1 wird Vergasungsdampf B sowie Luft, Sauerstoff, C02 (Zuführung C) sowie Brennstoff D zugeführt. Kohlenstoff-haltiges Bodenprodukt E und kohlenstoff-haltiger Staub F werden der Wirbelschichtkammer 9 zugeführt. Stromab von der Entschwefelungseinheit 7 wird Synthesegas G abgeführt. Die Fig. 2 zeigt eine Nachbehandlungsanordnung 10 mit einer Partikelabscheidung bzw. einer Partikelabscheideeinheit 11, insbesondere ausgebildet als Zyklonkerzen- filtereinheit. Stromab vom HTW-Vergaser 1 und stromauf von der Zyklonkerzen- filtereinheit 11 ist eine Zwischenkühlung bzw. Zwischenkühleinheit 12 vorgesehen.
Von der Partikelabscheideeinheit 11 erfolgt eine Staubrückführung A zurück zum HTW- Vergaser l. Dem HTW-Vergaser 1 wird Vergasungsdampf B zugeführt, welcher Vergasungsdampf B aus der Zwischenkühleinheit 12 über eine Rückführung Bl rückgeführt werden kann. Dem HTW-Vergaser 1 wird ferner Luft, Sauerstoff, C02 (Zuführung C) sowie Brennstoff D zugeführt.
Stromab von der auf einem ersten Gasströmungspfad angeordneten Zyklonkerzenfiltereinheit 11 sind ein Rohgaskühler 3, eine Wasserwäsche bzw. Wasserwäscheeinheit 5, einen Shift bzw. eine Shifteinheit 6 sowie eine Entschwefelung bzw. Entschwefelungseinheit 7 angeordnet. Stromab von der Entschwefelungseinheit 7 wird Synthesegas G abgeführt. Ein Warmgasfilter (Bezugsziffer 4 in Fig. 1) wird nicht mehr benötigt. Dank des Zyklonkerzenfilters 11 kann auf einen Warmgasfilter verzichtet werden. Förderungseinrichtungen, insbesondere Schnecken sind nicht vorgesehen. Vielmehr sind stromab vom HTW-Vergaser 1 auf einem zweiten Gasströmungspfad eine Bodenproduktoxidation bzw. wenigstens eine Oxidationskammer 13 für Bodenprodukt und eine Bodenproduktkühlung bzw. wenigstens eine Bodenproduktkühleinheit 14 angeordnet. Stromab von der Bodenproduktkühlung 14 wird Asche H abgeführt.
Eine Logikeinheit 20 ist zumindest an den HTW-Vergaser 1, an die Partikelabscheideeinheit 11, an die Zwischenkühleinheit 12, an die Oxidationskammer 13 und/oder die Bodenproduktkühleinheit 14 gekoppelt. Bezugszeichenliste:
1 Wirbelschichtvergasung mit Hochtemperatur-Winkler (HTW)-Vergaser
2 Rückführzyklon (Partikelabscheider)
3 (Roh-)Gaskühler bzw. (Roh-)Gaskühlung
4 Warmgasfilter
5 Wasserwäsche bzw. Wasserwäscheeinheit
6 Shift bzw. Shifteinheit
7 Entschwefelung bzw. Entschwefelungseinheit
8 Förderungseinrichtung, insbesondere Schnecke
8a Kühlschnecke für Staub
8b Kühlschnecke für Bodenprodukt
8c Austragsschnecke
9 Wirbelschichtkammer
A; AI Staub bzw. Staubrückführung
B; Bl Vergasungsdampf oder Rückführung für Vergasungsdampf
C Luft, Sauerstoff, C02
D Brennstoff
E c-haltiges Bodenprodukt
F c-haltiger Staub
G Synthesegas
H Asche 10 Nachbehandlungsanordnung
11 Partikelabscheidung bzw. Partikelabscheideeinheit, insbesondere Zyklonkerzen- filtereinheit
12 Zwischenkühlung bzw. Zwischenkühleinheit
13 Bodenproduktoxidation bzw. Oxidationskammer für Bodenprodukt
14 Bodenproduktkühlung bzw. Bodenproduktkühleinheit
20 Logikeinheit

Claims

Patentansprüche:
1. Nachbehandlungsanordnung (10) zur Nachbehandlung von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung, insbesondere stromab eines HTW-Vergasers (1) einer druckaufgeladenen Wirbelschichtvergasung, mit einer stromab von der Wirbelschichtvergasung und stromauf von einem zur weiteren Nachbehandlung der Gase nutzbaren Gaskühler (3) anordenbaren Partikelabscheideeinheit (2; 11);
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Nachbehandlungsanordnung eine stromab von der Wirbelschichtvergasung und stromauf von der Partikelabscheideeinheit (11) anordenbare Zwischenkühleinheit (12) umfasst, mit einer an die Wirbelschichtvergasung koppelbaren Rückführung (Bl) für Vergasungsdampf (B).
2. Nachbehandlungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Partikelabscheideeinheit (11) als Zyklonkerzenfiltereinheit ausgebildet ist.
3. Nachbehandlungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Zyklonkerzenfiltereinheit (11) eine an die Wirbelschichtvergasung koppelbare Staubrückführung (AI) aufweist.
4. Nachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nachbehandlungsanordnung (10) eine austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung anordenbare Bodenproduktoxidationskammer (13) umfasst, insbesondere an einen/den HTW-Vergaser koppelbar.
5. Nachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nachbehandlungsanordnung (10) eine austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung, insbesondere vom HTW-Vergaser (1) anordenbare Bodenproduktkühleinheit (14) umfasst, insbesondere austragsseitig von einer/der Bodenproduktoxidationskammer (13) anordenbar.
6. Nachbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikelabscheideeinheit (11) mit der Zwischenkühleinheit (12) zu einer Einheit kombiniert ist.
7. Verfahren zum Nachbehandeln von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung, insbesondere stromab eines HTW-Vergasers (1) einer druckaufgeladenen Wirbelschichtvergasung, umfassend eine stromab von der Wirbelschichtvergasung und stromauf von einer zur weiteren Nachbehandlung der Gase nutzbaren Gaskühlung (3) anordenbaren Partikelabscheidung (11); d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Gas aus der Wirbelschichtvergasung stromauf von der Partikelabscheidung (11) einer Zwischenkühlung (12) unterzogen wird, in Verbindung mit einer Rückführung von Vergasungsdampf (B) von der Zwischenkühlung zurück zur Wirbelschichtvergasung.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zwischenkühlung (12) auf 650 °C erfolgt, insbesondere von ca. 950 °C.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Partikelabscheidung (11) mittels einer Zyklonkerzenfiltereinheit durchgeführt wird; und/oder wobei Staub (A) von der
Partikelabscheidung (11) in die Wirbelschichtvergasung, insbesondere in den HTW- Vergaser (1) zurückgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung eine Oxidation von Bodenprodukt erfolgt; und/oder wobei austragsseitig von der Wirbelschichtvergasung eine Bodenproduktkühlung (14) erfolgt, insbesondere austragsseitig von einer/der Oxidation (13) von Bodenprodukt. I I . Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Gas stromab von der Wirbelschichtvergasung in Reihe zunächst der Zwischenkühlung (12), dann der Partikelabscheidung
(11) und dann einer/der Gaskühlung (3) unterzogen wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei Synthesegas (G) erzeugt wird, indem Gas aus der Wirbelschichtvergasung stromab von der Gaskühlung (3) durch wenigstens eine Wasserwäscheeinheit (5), eine Shifteinheit (6) und eine Entschwefelungseinheit (7) geführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, durchgeführt mittels einer Nachbehandlungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Logikeinheit (20) eingerichtet zum Steuern eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Logikeinheit an eine Zwischen- kühleinheit (12) gekoppelt ist und eingerichtet ist zum Regeln des Kühlens der Gase, insbesondere in einem Bereich zwischen 950 °C und 650 °C, und eingerichtet ist zum Regeln einer Gaszuführung zu einer Partikelabscheideeinheit oder auch zu einer Boden- produktoxidationskammer, insbesondere zum Regeln wenigstens eines Volumenstromes.
15. Verwendung einer Zwischenkühleinheit (12) stromab von einer Wirbelschichtvergasung, insbesondere stromab von einem HTW-Vergaser (1) und stromauf von einer Partikelabscheideeinheit (11) für Gase der Wirbelschichtvergasung, in Verbindung mit einer Staubrückführung (Bl) aus der Zwischenkühleinheit (12) zurück zur Wirbelschichtvergasung, insbesondere bei der Synthesegasherstellung in einer Nachbehandlungsanordnung (10) oder bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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