SE440512B - Forfarande och anordning for forgasning av kol - Google Patents

Description

7906181~8 2 gasarens undre del tillförda, heta primärgasen. Processvärme- behovet ökas genom delförbränningen av stybbkolet med syre.

För den autoterma förgasningen av kol med syre är tre förfaringsprinciper kända: 1. Flygströmförgasningen, vid vilken finmalen kolstybb används och en gas med hög temperatur och ringa metaninnehàll framställes, 2. virvelskiktförgasningen, vid vilken kol med måttlig kornstorlek används och måttliga gastemperaturer uppnås, samt 5. schaktförgasningen, vid vilken styckekol används och en gas med lägre temperatur och, då inte koka används, hög metanhalt framställs. D På grund av flygstoftförgasarens dåliga värmeekonomi och schaktförgasarens känslighet mot fint kol har redan olika kombinationer av de båda förfarandena föreslagits. Genom pa- tentskriften DE 458 879 är exempelvis känt ett förfarande av det inledningsvis nämnda slaget för förgasning av kol, vid vil- ket kolet genom siktning uppdelas i en styckeformig och en stybbformig del och den styckeformiga delen tillföras en schakt- förgasare, medan stybbkolet förgasas i en brännare och den där- vid alstrade primärgasen leds in i schaktförgasaren för tork- ning och förgasning av styckekolet. Den flytande slaggen sam- las vid schaktförgasarens sneda botten framför den såsom en sluttning utbildade, undre fria ytan av massan av styckekol och kan där avtappas via ett slaggutlopp. Förloppet kan på i och för sig känt sätt pâverkas genom inblàsning av vattenånga.

Vid detta förfarande är slaggavloppet problematiskt, särskilt då man arbetar under tryck. Förfarandet är dessutom oekono- miskt, emedan särskild energi måste användas för tillförsel av vattenånga.

Genom patentskriften DE 288 588 är det i och för sig känt att för förbättring av värmehushàllningen vid ett förgas- ningsförfarande inuti schaktförgasaren genast släcka och i ett vattenbad granulera den vid den undre delen av schaktförgasa- ren avrinnande slaggen. Därvid uppfångas den flytande slaggen först i ett tråg och flyter därifrån ned i det under schakt- förgaearen anordnade vattenbadet. Den vid slaggens inträde i vattenbadet bildade vattenàngan inmatas via en cirkulationsled- 5 ?9o61a1-a ning i schaktförgasarens övre del över slaggens smältzon. Här- igenom skall undvikas att vattenàngan kommer in i sehaktreak- torns undre del. Vid detta förfarande är ett endast otillräck- ligt utnyttjande av den flytande slaggens värmeinnehåll möjligt, emedan den bildade ångan endast otillfredsställande utnyttjas såsom processånga.

Genom Chem. Ing. Technik 1956, nr l, sid. 25 - 50 är en slaggbadgenerator känd, vid vilken stoftformigt bränsle och förgasningsmedel inblàses i särskilda dysor i schaktförgasaren snett nedåt och i det närmaste tangentiellt i höäd med ett vid schaktförgasarens botten befintligt slaggbreddavlopps. Den av- rinnande slaggen förs därefter till ett under schaktförgasarens botten anordnat vattenbad för granulering. Vid tillförsel av vattenånga till förgasningsprocessen måste denna framställas separat.

Enligt patentskriften DE 1 042 817, vid vilken från två bredvid varandra anordnade stoftförgasare levererad primärgas leds genom kolmassan i schaktförgasaren, måste kolpulvret i stor utsträckning omges med syre, innan det träffar massan av styckekol eller -koka, emedan bädden annars skulle igensättas.

Vid detta förfarande kan askan avdragas flytande eller torr.

Avtappningen av flytande slagg ur schaktförgasare, som står under tryck, kräver komplicerade tekniska anordningar, varför samtliga hittills kända förfaranden inte lämpar sig för förgesning under tryck. Dessutom går vid de kända förfarande- na den flytande slaggens kännbara och latenta värmeinnehåll helt eller i stor utsträckning förlorat.

Genom patentskriften DE 908 516 är känt ett förfarande för framställning av bränslegasblandningar av finkorniga bräns- len, vid vilket en del av kolet förbränns i brännare, vilka lämpligen är utformade såsom cyklonbrännare, med förgasnings- medlen syre och ånga och den således bildade primärgasen ström- mar genom ett virvelskikt av restkolet, varvid uppkommer ke- miska reaktioner med kolet och kylning av primärgasen. Detta förfarande förenar visserligen det relativt höga rums-tidsut- bytet av ett medströmsförfarande i det första steget med det goda värmeutnyttjandet hos ett motströmsförfarande i det and- ra steget. Det är dock i praktiken endast genomförbart, då 79061M-ß bränneren alstrar en torr aska, emedan virvelbädden i annat fall skulle klibba igen. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen år att vi- dareutveckla ett förfarande av det inledningsvis nämnda sla- get, så att det kan genomföras tillförlitligt och med bättre ekonomi, speciellt bättre värmeutnyttjande av den flytande slaggen och mindre miljöbelastning.

Detta ändamål uppfylls enligt uppfinningen därigenom, att slaggen samlas under bildande av ett slaggbad, att åtminstone en primärgasstråle riktas på en omedelbart framför massan av grövre styckekol bildad fri yta hos slaggbadet i motström mot den fly- tande slaggen, att den flytande slaggen granuleras under det fria fallet medelst en eller flera vattenstrålar under bildande av ånga och att åtminstone en del av ångan medbringas av primär- gasstrålen under blandning i riktning av en undre, fri yta hos massan av kol. börmed utnyttjas på effektivt sätt det märkbara värmet i den flytande slnggen och den därvid bildade vattenångan kan direkt blandas med den från brännarna tillförda primärgasen, som innehåller C02, före dess inträde i det grövre kolet, fö- reträdesvis kolmassene undre fria yta. Vid kol med en askhelt över 2 - l0 % erfordras alltefter den önskade gessammansätt- ningen överhuvudtaget ingen ytterligare tillsatsånga. Då ko- lets askhalt uppgår till 20 % eller mera, är àngbildningen enligt det uppfinningsenlige förfarandet så stor, att det kan vara ekonomiskt att inte längre använda all ånga såsom pro- cessånga, uten att avlade en delström, som används på annat sätt, t.ex. till förtorkning av kolet eller produktion av me- kanisk eller elektrisk energi. För bildande av vattenstràlar- na kan själva prooesskylvattnet användas, men även kondensat- vattnet, som erhålls i den eiteranslutna gasreningen, och även annat belastat avloppsvatten, som erhålls i de före el- ler efter anslutna processerna. På grund därav är det uppfin- níngsenliga förfarandet mycket miljövänligt, emedan inget pro- cessavloppsvatten behöver avges, utan till och med annat be- lastat avloppsvatten kan upptegss.

För effektiv granulering och ângproduktion har det vi- sat sig lämpligt, att hålla summan av vattenstrålarnee mass- 5 v9os1a1~s flöde 2 till 10 gånger så stor som den avrinnande slaggens maasflöde.

För vattenstrålarna är härvid strömningshastigheter mellan 20 och 100 m/s lämpliga.

Då vattenstràlarnas massflöden och/eller strömningshas- tighet är reglerbara, kan inverkan på granuleringsintensiteton antagas.

Vid en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen riktas åtminstone en primärgasstråle mot en fri yta av slagg- badet. På detta sätt kan man uppnå en fullständig förgasning även av det i slaggbadet uppflytande kolet och en relativt hög temperatur och därmed tunnflutenhet hos slaggbadet.

Då man vidare riktar primärgasstrålen över bräddavlop- pet i motström mot den flytande slaggen, kan bräddavloppet på enkelt sätt hållas fritt från igensättningar genom uppflytande kolstycken, Primärgasstrålen är lämpligen så riktad och anordnad så tätt intill det ställe, vid vilket vattenstrålarna träffar den nedrinnande slaggen, att den vid finfördelningen av alaggen bildade ångan medbringas av primärgaastràlen i riktning mot det grövre kolet, företrädesvis den undre fria ytan av kolmas- san. Därigenom kan en effektiv tillförsel av den vid finför- delningen av slaggen bildade ångan till kolmassan uppnås.

Då men avdrager den i kylvattenbadet bildade blandning- en av kylvatten och alaggranulat ur kylvattenbadet, filtrerar av alaggranulatet och återför det renade kylvattnet, eventu- ellt under tillsate av tillsatsvatten, för bildande av vatten- strålarna, säkerställas att vid den uppfinningsenliga förgas- ningsprocessen inget miljöpàverkande avloppsvatten bildas.

Såsom tillsatsvatten kan man använda tvättvattnet från pro- duktgasreningen efter avlägsnande av HCN genom strippning med luft under kvarstående restbelastning av H25 och CS2. Bildan- det av komplexa cyanider ur absorptionen av HCN ur produktga- sen i kylvattnet och den anslutande reaktionen av detta HON med slaggen undvika genom en relativt stor tillgång på syre i primärgasen och nettoàngflödet från vattenbadet i riktning mot bräddavloppet och i riktning mot den undre fria ytan av kolmasean. 7996181-'3 f, Före avfiltreringen av slaggranulatet från blandningen av kylvatten och slaggranulat kan man dessutom lämpligen tryck- avlasta denna; den därvid bildade ångan kan utnyttjas.

Anordningen enligt uppfinningen innefattar en tryckbe- hållare som bildar schaktförgasare för upptagande av fast bräns- le och minst en brännare, som är riktad omedelbart ovanför ett bräddavlopp hos ett slaggkärl, som avgränsar en kammare, i mot- ström mot den flytande slaggen på den fria slaggbadytan vid en slaggenomloppsöppning mellan kammaren och ett kylvattenbad för den flytande slaggen, varvid en vattensträlelans är anordnad nedanför bräddavloppet för vattentillförsel till kylvattenbadet och anordningen kännetecknas av att för förgasning av kol upp- visar styckekolet en undre, fri yta med formen av en sluttning, varvid kammaren bildas framför den undre, fria ytan hos kolmas- san, att framför kolmassans fria yta finns en fri yta för flat i slaggkärlet bildade slagfgbadet och brännaren är anordnad för alstring av primärgasstrålar genom förgasning av kolstoft med syre eller syrehaltig gas och eventuellt vattenånga och/eller C02, varjämte slaggenomloppsöppningen är utförd såsom genomlopps- öppning för ånga, kylvattenbadet är anordnat i tryckbehållaren och en vattenstråle hos åtminstone en vattenstrâlelans är riktad för granulering på den fritt fallande flytande slaggen.

Den undre, fria ytan av kolmassan gränsar alltså direkt till den kammare, i vilken den primärgasstrålen alstrande brän- naren mynnar. I denna kammare kan den intensiva inblandningen av den vid finfördelningen av slaggen bildade vattenångan i primärgasen äga rum.

Emedan kammaren nedåt åtminstone delvis begränsas av slaggbadets fria yta, kan den flytande slaggen ostört avrin- na ur slaggbadet över bräddavloppet.

Eftersom åtminstone en en primärgasstråle alstrande brännare är riktad mot slaggbadets yta, förhindras igensätt- ning av bräddavloppet.

Enligt uppfinningen är brännaren och vattenstrålelansen anordnade omedelbart över respektive omedelbart under bräddav- loppet vid en ånggenomströmningsöppning mellan kylvattenbadet och kammaren. På detta sätt medbringas effektivt den vid fin- förclcflningïevrz av den flytande :.:I.4_1_v=;f_ux: hi Idade Iïrtvfzrx av hrfín:1:vr-- nr: primärgassträle -i riktning mot kolmassans undre, fria yta. 79as1ßi-ß Det är lämpligt att upptaga kolmassan i en av kylmedel- ledningar bildad korg, eftersom värmepåkänningen på den schakt- förgasaren bildande tryckbehållaren därigenom minskar.

Den vid uppfinningen önskade fria, undre ytan av kol- massan i form av en sluttning kan på enkelt sätt tvångsmässigt åstadkommas genom att korgen såsom övre begränsning av kamma- ren har ett inåtriktat utsprång.

Genom att primärgasstrålarna är riktade mot kolmassans undre, fria yta, sker där, trots avfiltreringen av slaggdrop- par ur primärgasströmmen, en effektiv förgasning. Detta för- hållande främjas ytterligare genom att åtminstone en hjälpap- parat, t.ex. en vattenkyld skruv, sträcker sig in i korgen för att mata koletyckena i riktning mot kolmassans undre, fria yta, emedan denna fria yta därigenom förblir i rörelse och ständigt förnyas.

Avgivandet av miljöbelastande avloppsvatten undviks se- dan, om vid den uppfinningaenliga anordningen ett slaggranu~ latfilter, vars kylvattenutlopp är förbundet med vattenstråle- lansen, inkopplae efter kylvattenbadet, eventuellt under mel- lankoppling av ett avlastningskärl.

Ytterligare kännetecken, fördelar och användningsmöá- ligheter av den föreliggande uppfinningen framgår av nedan- stående beskrivning av ett utföringsexempel med hänvisning till de bifogade ritningarna. Därvid utgör alla beskrivna och/eller bíldlikt framställda kännetecken var för sig eller i godtycklig, ändamålsenlig kombination föremålet för förelig- gande uppfinning, även oberoende av deras sammanfattning i kraven eller återhänvisningar till dessa.

På ritningarna visar fig. l en schematisk vertikalsektion genom en med upp- finningen försedd förgasningsanordning, fig. 2 är en horisontalsektion längs linjen I - I i fig. l, fig. 5 är en horisontalsektion längs linjen II - II i fig. 1, fig. 4 visar schematiskt kretsloppsledningen av det vid det uppfinningsenliga förfarandet erhållna kylvattnet.

En tryckbehållare l, som uppvisar en yttre isolering 55, bildar en schaktförgasare. Tryckbehållaren 1 har ett ver- tikalt övre avsnitt och ett i sidled vinklat undre avsnitt. 1eae1s1-a 8 I tryckbehâllarens l övre avsnitt beskickas styckekolet via en sluss 4, vilken efter varje arbetstakt spolas med en inert gas, t.ex. ånga. Styckekolet inkommer i en i tryckbehållaren 1 upptagen kylkorg 3 av kylvattenledningar och bildar i denna en massa ll med en masskägla, som uppvisar en övre fri yta 12.

Kylkorgens 5 ledningar försörjs via en undre ringförde- lare 51, till vilken leder fallrör 50, som ligger i mellanrum- met mellan kylkorgen 5 och tryckbehållaren l, från en övre ringfördelare 29, till vilken en kylvattenmatarledning 7 är ansluten. Det i kylkorgen 5 uppstigande kylvattnet inkommer i en övre ringackumulator 28 och avleds därifrån via en kyl- vattenavloppsledning 8. Kylkorgen 5 har i sin undre tredjedel ett inâtriktat utsprång 20, som bildar den övre begränsningen av en därunder liggande kammare 2l. Genom den i kylkorgen 5 således föreliggande förträngningen uppstår tvångsmässigt vid den undre änden av massan ll en snett liggande, sluttningslik- nande undre fri yta 15, som begränsar kammaren 21.

Nedtill stöder massan ll mot ett vid kylkorgens 5 undre del likaledes av kylmedelledningar bildat slaggbadskärl. I det undre avsnittet, dvs under utsprånget 20, är kylkorgens 3 insida inklusive slaggbadskärlet 22 försedd med en eldfast stampmassa 32, Den sluttning, som bildar den undre fria ytan 13 av massan ll, befinner sig på ett avstånd från ett vid den mot massan ll vända änden av slaggkärlet 22 utbildat bräddav- lopp l6. Bräddavloppet 16 är utbildat V-formigt, såsom sär- skilt framgår av fig. 5. Mellan den undre fria ytan 15 och bräddavloppet l6 kan vid drift av schaktförgasaren den flytan- de slaggen samlas med en fri yta i ett slaggbad 14. Slaggba- dets l4 fria yta begränsar kammaren 21 nedåt ända fram till en ånggenomströmningsöppning 24, som skall beskrivas närmare nedan. Kammarens 2l yttre del begränsas av kylkorgen 5 med stampmassan 52.

Omedelbart mittemot bräddavloppet 16 är i tryckbehål- larens l vägg anordnad en brännare 2, som tillförs stybbkol, syre eller gas innehållande syre och eventuellt tillsatsàngae Den av brännaren 2 bildade primärgasstrålen 15 är riktad snett nedåt i riktning mot den undre fria ytan 15 och slaggbadets 14 fria yta. På detta sätt uppnås en intensiv förgasning vid 9 v9o61a1-a den undre, fria ytan lš och även av det på slaggbadet 14 upp- flytande kolet och igensättning av bräddavloppet 16 förhindras, emedan primärgasstrålen 15 är riktad mot den mot bräddavloppet 16 flytande slaggströmmen. Den flytande slaggen, som avgår över bräddavloppet 16, bildar en nedfallande slaggström 17 i ånggenomströmningsöppningen 24.

Mot den fritt fallande slaggströmmen 17 är riktad en från en i tryckbehållarens l vägg anordnad vattenstrålelans 25 utgående tryckvattenstråle l8. Härigenom blir den flytande slaggen finfördelad och nedkyld. Samtidigt bildas ånga, som av primärgasstràlen 15 medbringas såsom processånga genom ång- genomströmningsöppningen 24 till kammaren 21 och där tillsam- mans med primärgasen inträder i den undre fria ytan 15 av mas- san ll. Såväl primärgasstràlen 15 som tryckvattenstrålen l8 kan regleras, för att styra och påverka processförloppet, res- pektive tillhandahålla den mot processkraven svarande, släck- ande vattenmängden. Överflëdig ånga kan avledas via ett ång- avlopp 25.

Den finfördelade, åtminstone delvis kylda slaggen kom- mer för slutgiltig granulering med det icke förångade kylvatt- net av tryckvattenstràlen 18 till ett under slaggkärlet 22 i tryckbehållarens l anordnad vattenbad 19. Från detta vatten- bad 19 kan blandningen av granulerad slagg och kylvatten av- ledas via en tömningasluss 26. Vid den lägsta punkten intill tömningsslussen 26 finns i tryckbehàllaren l ett kondensvat- tenutlopp 27 för avtappning av den i tryckbehàllaren l under igångsättningen kondenserade vattenångan.

För matning av styckekolet från massan ll i riktning mot den undre, fria ytan 15 finns två snett nedåt riktade mat- ningsanordningar 9 och 10, som uppvisar likaledes av kylmedel genomströmmade matarskruvar. Vid tryokbehållarens l övre del finns ett likaledes kylt gasutlopp 6 för produktgasen. Gas- utloppets 6 kylmedelledningar kan vara anordnade separat men kan även exempelvis vara förbundna med ledningarna i kylkor- gen 5.

Enligt rig. 4 kommer blandningen av slaggranulat och kylvatten via tömningsslusaen 26 först in i ett avlastnings- kärl 54 med ett ångutlonp 35 och därifrån till ett slaggranu- 79Û6181'@ 1.0 latfilter 56. Granulatet avges via ett granulatutlopp 58.

Kylvattenutloppet 57 återföres via en pump 40 och en returled- ning #1 till vattenstrålelansen 25. En tillsatsvattenledning 59 kan utmynna före pumpen 40 i förbindelsen mellan kylvatten- utloppet 5? och returledningen 41.

Det beskrivna förfarandet medger förgasning av sådant kol, som innehåller en relativt stor andel fina korn. Värme- ekonomin är särskilt fördelaktig, emedan även den flytande slaggens värmeinnehåll utnyttjas för processen. Slaggen fin- fördelas i tunnílytande tillstånd, varför små slaggranuler bildas, som utan problem kan slussas ut och vidarebehandlas.

Förgasningsförfarandet producerar inget miljöbelastande av- loppsvatten, och är därutöver även i stånd att upptaga främ- mande avloppsvatten. Med förfarandet kan i en och samma re- aktor framställas såväl CH4=fattig syntesgas för den kemiska industrin som CH4-rik gas såsom rörledningsgas eller för kol- vätesynteser.

Den fördelaktiga förgasningen utan pigensättning av mas- san ll och utnyttjandet av släckningsångan är särskilda för- delar med det uppfinningsenliga förfarandet. Eörfarandet kan exempelvis drivas vid en hög gasutloppstemperatur av t.ex. l050° C. Produktgasens metaninnehåll är då mycket lågt. I tryckbehàllaren l råder därvid ett absoluttryck av ungefär 55 bar. I kylkorgons kylmedelsrör alstras ånga av 40 bar.

Denna kan till största delen förbrukas i gasreningen. Över- skottet kan ledas till en syreanläggning eller användas för produktion av elektrisk energi.

Såsom brännare används lämpligen sådana reaktionsappa- rater, vid vilka kolstoft, syre och eventuellt ånga eller C02 inte endast undergår en intensiv blandning och kemisk reak- tion, utan även en föravskiljning av flytande slaggdroppar.

För detta ändamål är cyklonbrännare särskilt väl lämpade.

Primärgasstrålen9 som kommer in i kammaren 21 från brännaren 2, är alltså i stor utsträckning fri från flytande slaggdrop- par. Avskiljningen av kvarvarande. mycket fina slaggdroppar sker under genomströmningen av massan ll vid den undre fria ytan 13, som ständigt förnyas och därigenom inte igensättes.

Primärgasen innehåller C02. Före inträngningen i masekiktet 9 7906181-a den undre, fria ytan 15 och även av det på slaggbadet 14 upp- flytande kolet och igeneättning av bräddavloppet 16 förhindras, emedan primärgasstrålen 15 är riktad mot den mot bräddavloppet 16 flytande slaggströmmen. Den flytande slaggen, som avgår över bräddavloppet 16, bildar en nedfallande slaggström 17 i ånggenomströmningsöppningen 24.

Mot den fritt fallande slaggströmmen 17 är riktad en från en i tryckbehållarens 1 vägg anordnad vattenstrâlelans 25 utgående tryckvattenstråle 18. Härigenom blir den flytande slaggen finfördelad och nedkyld. Samtidigt bildas ånga, som av primärgasstràlen 15 medbringas såsom processånga genom ång- genomströmningsöppningen 24 till kammaren 21 och där tillsam- mans med primärgasen inträder i den undre fria ytan 15 av mas- san ll. Såväl primärgasstràlen 15 som tryckvattenstrâlen 18 kan regleras, för att styra och påverka processförloppet, res- pektive tillhandahålla den mot processkraven svarande, släck- ande vattenmängden. Överflödig ånga kan avledas via ett ang- avlopp 25.

Den finfördelade, åtminstone delvis kylda slaggen kom- mer för slutgiltig granulering med det icke föràngade kylvatt- net av tryckvattenstrålen 18 till ett under slaggkärlet 22 i tryckbehållarens 1 anordnad vattenbad 19. Från detta vatten- bad 19 kan blandningen av granulerad slagg och kylvatten av- ledas via en tömningssluss 26. Vid den lägsta punkten intill tömningsslussen 26 finns i tryckbehâllaren 1 ett kondensvat- tenutlopp 2? för avtappning av den i tryckbehàllaren 1 under igångsättningen kondenserade vattenångan.

För matning av styckekolet från massan ll i riktning mot den undre, fria ytan 15 finns två snett nedåt riktade mat- ningsanordningar 9 och 10, som uppvisar likaledes av kylmedel genomströmmade matarskruvar. Vid tryokbehållarens 1 övre del finns ett likaledes kylt gasutlopp 6 för produktgasen. Gas- utloppets 6 kylmedelledningar kan vara anordnade separat men kan även exempelvis vara förbundna med ledningarna i kylkor- gen 3.

Enligt fig. 4 kommer blandningen av slaggranulat och kylvatten via tömningsslussen 26 först in i ett avlastnings- kärl 54 med ett àngutlopp 35 och därifrån till ett slaggranu- 7906181-8 io latfilter 56. Granulatet avges via ett granulatutlopp 58.

Kylvattenutloppet 5? återföres via en pump 40 och en returled- ning 41 till vattenstrålelansen 25. En tillsatsvattenledning 59 kan utmynna före pumpen 40 i förbindelsen mellan kylvatten- utloppet 57 och returledningen 41.

Det beskrivna förfarandet medger förgasning av sådant kol, som innehåller en relativt stor andel fina korn. Värme- ekonomin är särskilt fördelaktig, emedan även den flytande slaggens värmeinnehåll utnyttjas för processen. Slaggen fin- fördelas i tunnflytande tillstånd, varför små slaggranuler bildas, som utan problem kan slussas ut och vidarebehandlas.

Förgasningsförfarandet producerar inget miljöbelastande av- loppsvatten, och är därutöver även i stånd att upptaga främ- mande avloppsvatten. Med förfarandet kan i en och samma re- aktor framställas såväl CH4-fattig syntesgas för den kemiska industrin som CH4-rik gas såsom rörledningsgas eller för kol- vätesynteser.

Den fördelaktiga förgasningen utan igensättning av mas- san ll och utnyttjandet av släckningsångan är särskilda för- delar med det uppfinningsenliga förfarandet. Förfarandet kan exempelvis drivas vid en hög gasutloppstemperatur av t.er. l050° C. Produktgaeens metaninnehåll är då mycket lågt. I tryckbehållaren l råder därvid ett absoluttryek av ungefär 55 bar. I kylkorgens kylmedelsrör alstras ånga av 40 bar.

Denna kan till största delen förbrukas i gasreningen. Över- skottet kan ledas till en syreanläggning eller användas för produktion av elektrisk energi.

Såsom brännare används lämpligen sådana reaktionsappa- rater, vid vilka kolstoit, syre och eventuellt ånga eller C02 inte endast undergår en intensiv blandning och kemisk reak- tion, utan även en föravskiljning av flytande slaggdroppar.

För detta ändamål är cyklonbrännare särskilt väl lämpade.

Primärgasstrålenç som kommer in i kammaren 2l från brännaren 2, är alltså i stor utsträckning fri från flytande slaggdrop- par. Avskiljningen av kvarvarande, mycket fina slaggdroppar sker under genomströmningen av massan ll vid den undre fria ytan 15, som ständigt förnyas och därigenom inte igensättes.

Primärgasen innehåller C02. Före inträngningen i masskiktet 11 'rsoem-a blandas den med ånga. C02 och H20 reagerar med kolet i mas- san ll enligt följande ekvationer: C + H20 CO + H2 C+ 2 CO Då båda reaktionerna är endoterma, äger en snabb kyl- ning av primärgasen rum. Gasutloppstemperaturen kan instäl- las medelst höjden på massan ll. Den ligger beroende på bädd- nöjaen mellan aoo och 12oo° o.

Gasens metanhalt bestäms förutom av kolets egenskaper även av gasens temperatur och uppehållstid i rummet över mas- san ll. Om t.ex. för en kemisk syntes en gas med låg metan- halt önskas, kommer vid en temperatur mellan 950 och 12000 C uppehållstiden att uppgå till mellan 5 och 10 sekunder. En metanrik gas erhålles vid 250 - 800° C och O - 5 sekunders uppehållstid.

Massan ll av styckekol måste inte endast ha en bestämd höjd, utan måste även tillåta genomströmning av primärgasen och upplösningsprodukterna. Genomströmningen säkerställes, ifall medelkornstorleken 10 mm hos styckekolet och den minsta kornstorleken 5 mm inte underskrides. De största kolstyckena skall inte vara större än l0O mm. För att undvika problem vid inslussningen begränsas kolstyckenas storlek lämpligen till 50 mm.

Claims (10)

7~9Û6181-& 12 Patentkrav

1. Förfarande för förgasning av kol med syre eller syre- haltig gas och vattenånga, vid vilket kolstoft förgasas med syre eller syrehaltig gas och under utnyttjande av värme hos vattenånga, som bildas av flytande slagg, och därvid bildad primärgas ledes genom en massa av grövre styckekol i motström nedifrån och uppåt under bildande av produktgas och flytande slagg, varvid den flytande slaggen först samlas och sedan rinner av under fritt fall in i ett innanför en schaktförgasare anord- nat kylvattenbad, k ä n n e t e c k n a t av att slaggen sam- las under bildande av ett slaggbad, att åtminstone en primär- gasstrâle riktas på en omedelbart framför massan av grövre styckekol bildad fri yta hos slaggbadet i motström mot den fly- tande slaggen, att den flytande slaggen granuleras under det fria fallet medelst en eller flera vattenstrålar under bildande av ånga och att åtminstone en del av ångan medbringas av primär- gasstrålen under blandning i riktning av en undre, fri yta hos massan av kol.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att summan av massflödet av vattenstrålarna år 2 - 10 gånger så stort som massflödet av den avrinnande slaggen.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att vattenstrålarna har en strömningshastighet av mellan 20 och 100 m/s.

4. H. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, k å n n e - t e c k n a t av att man avdrager den i kylvattenbadet alstrade blandningen av kylvatten och slaggranulat ur kylvattenbadet, tryckavlastar blandningen av kylvatten och slaggranulat samt filtrerar av slaggranulatet och återför det renade kylvattnet, eventuellt under tillsättning av tillsatsvatten, för att bilda vattenstrålarna.

5. Anordning för genomförande av ett förfarande enligt något av kraven 1 - 4 för förgasning av ett bränsle med syre eller syrgashaltig gas och vattenånga, innefattande en tryckbe- hållare (1) som bildar schaktförgasare för upptagande av fast bränsle och minst en brännare (2), som är riktad omedelbart ovanför ett bräddavlopp (16) hos ett slaggkärl (22), som avgrän- sar en kammare (21), i motström mot den flytande slaggen på den “79os1s1-s 13 fria slaggbadytan vid en slaggenomloppsöppning mellan kammaren (21) och ett kylvattenbad (19) för den flytande slaggen, var- vid en vattenstrålelans (23) är anordnad nedanför hräddavloppet (16) för vattentillförsel till kylvattenbadet (19), k ä n n e - t e c k n a d av att för förgasning av kol uppvisar stycke- kolet en undre, fri yta (13) med formen av en sluttning, varvid kammaren (21) bildas framför den undre, fria ytan (13) hos kol- massan (11), att framför kolmassans (11) fria yta (13) finns en fri yta för det i slaggkärlet (22) bildade slaggbadet (ln) och brännaren (2) är anordnad för alstring av primärgasstrâlar (15) genom förgasning av kolstoft med syre eller syrehaltíg gas och eventuellt vattenånga och/eller C02, varjämte slaggenomlopps- öppningen är utförd såsom genomloppsöppning (2H) för ånga, kyl- vattenbadet (19) är anordnat i tryckbehâllaren (1) och en vat- tenstråle hos åtminstone en vattenstrålelans (23) är riktad för granulering pâ den fritt fallande flytande slaggen (17).

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att bräddavloppet (16) är utfört V-format samt kylt.

7. Anordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k - n a d av en korg (3) som rymmer kolmassan (11) och som bildas av kylmedelledningen samt är anordnad inuti tryckbehållaren (1).

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att korgen (3) har ovanför kammaren (21) ett inåtriktat utsprång (20) för bildande av sluttningen med den undre, fria ytan (13) hos kolmassan.

9. Anordning enligt något av kraven 5 - 8, k ä n - n e t e c k n a d av att åtminstone en hjälpapparat (9,10), t.ex. en vattenkyld skruv, sträcker sig in i korgen (3) för att föra kolstyckena i riktning mot deras undre, fria yta (13) i kolmassan (11).

10. Anordning enligt något av kraven 5 - 9, k ä n - n e t e c k n a d av att efter kylvattenbadet (19) är via ett avlastningskärl (QU) anslutet ett slaggranulatfilter (36), vars kylvattenutlopp (37) är förbundet med vattenstrålelansen (23).