WO2015007365A1 - Method for gasifying carbon-containing solids using gaseous oxygen-containing gasification agents in a fluidized bed process in a gasifier, in particular in a high-temperature winkler gasifier - Google Patents

Method for gasifying carbon-containing solids using gaseous oxygen-containing gasification agents in a fluidized bed process in a gasifier, in particular in a high-temperature winkler gasifier Download PDF

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WO2015007365A1
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WO
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gasifier
carburetor
pressure vessel
fluidized bed
reaction chamber
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PCT/EP2014/001789
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Ralf Abraham
Norbert Ulrich
Dobrin Toporov
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/503—Fuel charging devices for gasifiers with stationary fluidised bed

Definitions

  • Fluidized bed gas process in a gasifier especially in a
  • the invention relates to a method for gasifying carbonaceous solids with gaseous, oxygen-containing gasification agents in a fluidized bed gas process in a gasifier, in particular in a high temperature Winkler gasifier (HTW), in which the carbonaceous solids introduced into the reaction chamber of a gasifier and in a fluidized fluidized bed the gasifier are gasified, wherein at least a portion of the entrained in the gas generated Feststoffmaschineheh is deposited and returned to the reaction space.
  • HMW high temperature Winkler gasifier
  • the invention relates to a system for carrying out the method.
  • the carbonaceous fuels are gasified after entering the reaction chamber of the gasifier in a fluidized fluidized bed at temperatures between 700 ° and 1300 ° C and under an elevated pressure, using endothermic and exothermic gasification agents.
  • a Nachvergasungsraum Above and below the fluidized fluidized bed are a Nachvergasungsraum and a moving bed, are deducted from the gasification residues. From the Nachvergasungsraum the gas generated is fed to a separator.
  • An essential feature of the high-temperature Winkler method is that a portion of the entrained in the gas produced particulates are deposited in the separator and recycled via a return line in the reaction chamber of the gasifier, whereas the freed from the solid particles synthesis gas leaves the separator.
  • the carbonaceous solids may be, for example, biomass, recyclable material, plastic or coal, etc.
  • entry slugs or pneumatically operated entry organs are used to enter this feed in the operated under pressure reaction space of the high-temperature Winkler carburetor.
  • augers the feedstock is passed through a coal-spill system operated in the manner of a pressure-lock system by cone-shaped coal weighing and coal feed tanks, between which a coal-fired lock is interposed.
  • the feed is transported via entry screws in the high-temperature Winkler carburetor.
  • a disadvantage of this technique of entry is that the electric motor driven entry augers have only a limited capacity, so that usually several augers must be used to quickly and sufficiently convey the feedstock in the carburetor.
  • the electric motors are characterized by the associated with the promotion of the feed heat development by a low vulnerability and the seal to the atmosphere, especially at high operating ⁇ pressure, is difficult.
  • the feedstock is carried and carried by a flowing gas, wherein the gas flow is effected by a pressure difference between the beginning and end of the feedstock and the gas transporting transport line.
  • this method has the disadvantage that for the assembly of the carburetor with the feed very large amounts of gas are needed, which in turn is associated with no small cost and with no small design effort for storage and supply of the gas.
  • this object is achieved according to the invention in that the carbonaceous solids are introduced pneumatically with dense phase promotion in the carburetor.
  • the feed material is conveyed pneumatically in the form of a higher solids mass flow.
  • dense phase conveying such as less susceptibility to sticky or moist goods to be transported, low energy costs due to lower compressor performance and reduced abrasion of the transported goods.
  • development work in the context of the invention have also shown that the feed of the feed into a high temperature Winkler carburetor by means of a pneumatic dense phase conveying has the advantage that larger amounts of inert gas than in the screw conveyor and much lower amounts of inert gas than in the pneumatic conveying in the fluidized fluidized bed of the gasifier can be brought without this amount of gas impairs the characteristic fluidized fluidized bed.
  • this gas can be used simultaneously as a fluidizing gas.
  • the design effort can be reduced, since it can be dispensed with a storage tank, which is preceded by the carburetor in the case of coal screws and a pneumatic conveying.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that the carbonaceous solids are fluidized at the outlet of the pressure vessel.
  • the invention provides a system with at least the following components: a pressure vessel of a pneumatic dense phase conveying system,
  • the basic idea in the design of the system according to the invention is to connect the pressure vessel of a pneumatic dense phase conveying system via a conveying line, which may also be a component of a pneumatic dense phase conveying system, with the HTW carburetor.
  • a conveying line which may also be a component of a pneumatic dense phase conveying system
  • the carbonaceous materials are introduced pneumatically with dense phase conveying and directly into the carburettor without having to interpose further devices, such as a feed tank, between the pressure vessel and the HTW carburettor.
  • a practicable variant of the invention provides that at least two delivery lines lead into the gasifier.
  • the delivery line In order to run the promotion using gravity, it is expedient that the delivery line is led directly in front of the carburetor at an angle obliquely down into the fluidized bed. In this case, preferably, the delivery line should open into a diagonal pipe. The slope can be less than 90 ° relative to the horizontal.
  • Fig. 1 is a conventional, multi-stage process for the feed
  • Fig. 3 shows a system according to the invention for carrying out the inventive method ⁇ . 1 shows a conventional multistage process for charging a reaction space 3 of a carburetor in the form of a high-temperature Winkler carburettor 2.
  • the process begins with the feedstock 2a to the pressure-lock system 6, consisting of the conical coal weighing container 7, the cone-shaped coal lock 8 and the cone-shaped coal feed tank 9, is supplied.
  • About the screw conveyors 11 metered by the Dosierzellenrades 10 feed 2a is added from the coal reservoir 9 in the coal feed screw I Ia to carry the feed 2a in metered and controlled manner in the reaction chamber 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2.
  • a helical tube 16 is used instead of the screws 11, I Ia.
  • the feedstock 2a ie the carbonaceous fuels such as biomass, coal, etc.
  • the gas generated in this case is supplied to the separator 4, wherein a portion of the entrained in the gas generated particulate matter is deposited in the separator 4 and returned via the return line 5 in the reaction chamber 3 of the carburetor 2.
  • the synthesis gas freed from the solid particles leaves the separator 4.
  • gasification residues are withdrawn from the fixed bed via the lines 14, 15.
  • the feedstock 2a ie the carbonaceous solids
  • the feedstock 2a pneumatically with dense phase conveying 3a in the reaction chamber 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2, in erfindungschert Anlagen way brought in.
  • the feedstock 2a is transported through a delivery line 12, which is connected to a pressure vessel, not shown in FIG. is to be found dense current flow system is connected.
  • the delivery line 12 passes directly in front of the carburetor 2 in a helical tube 13, which in turn opens into the reaction chamber 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2.
  • FIG. 3 shows the system for carrying out the method shown in FIG. 2.
  • This consists essentially of a pressure vessel 17, as it is known from a conventional pneumatic dense phase conveying system, a delivery line 12 and a high-temperature Winkler carburetor 2 together.
  • the pressure vessel 17 In the upper region of the pressure vessel 17 there is an entry 18, through which the feedstock 2a is introduced into the pressure vessel 17.
  • the pressure vessel 17 also in its lower portion Fluidisiergas matlassö réelleen 19, 20, 21, 22 in the form of a Fluidisierkonus with porous material (such as sintered metal) or from nozzles to fluidizing gas in the pressure vessel 17 feed.
  • the fluidizing gas serves to fluidize the conveyed material conveyed in the delivery line 12, i. the carbonaceous solids that are provided for the gasification in the reaction space 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2.
  • the delivery line 12 between pressure vessel 17 and high-temperature Winkler carburetor 2 opens into the inclined tube 13.
  • the present invention is not limited in its execution to the embodiments given above. Rather, a number of variants is conceivable, which make use of the solution shown in other types.
  • the system according to the invention may also have a plurality of delivery lines 12, which are arranged between the pressure vessel 17 and the high-temperature Winkler carburetor 2 and open into the carburetor 2, Registered list:

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Abstract

The invention relates to a method for gasifying carbon-containing solids using gaseous oxygen-containing gasification agents in a fluidized bed process in a gasifier (2), in particular in a high-temperature Winkler gasifier (HTW), wherein the carbon-containing solids are introduced into the reaction chamber (3) of the gasifier (2) and are gasified in a fludized bed of the gasifier (2). At least some of the solid particles entrained in the generated gas are deposited and returned into the reaction chamber (3). In order to provide a simple and inexpensive method, the invention proposes introducing the carbon-containing solids into the reaction chamber (3) of the gasifier (2) pneumatically by means of a dense flow conveying process (3a).

Description

Verfahren zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Feststoffen mit gasförmigen, sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln in einem  Process for the gasification of carbonaceous solids with gaseous, oxygen-containing gasification agents in one
Wirbelschichtgasprozess in einem Vergaser, insbesondere in einem Fluidized bed gas process in a gasifier, especially in a
Hochtemperatur-Winkler- Vergaser High temperature Winkler carburettor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Feststoffen mit gasförmigen, sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln in einem Wirbelschichtgasprozess in einem Vergaser, insbesondere in einem Hochtemperatur- Winkler-Vergaser (HTW), bei dem die kohlenstoffhaltigen Feststoffe in den Reaktionsraum eines Vergasers eingebracht und in einem fluidisierten Wirbelbett des Vergasers vergast werden, wobei zumindest ein Teil der im erzeugten Gas mitgeführten Feststoffteilcheh abgeschieden und in den Reaktionsraum zurückgeführt wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for gasifying carbonaceous solids with gaseous, oxygen-containing gasification agents in a fluidized bed gas process in a gasifier, in particular in a high temperature Winkler gasifier (HTW), in which the carbonaceous solids introduced into the reaction chamber of a gasifier and in a fluidized fluidized bed the gasifier are gasified, wherein at least a portion of the entrained in the gas generated Feststoffteileheh is deposited and returned to the reaction space. In addition, the invention relates to a system for carrying out the method.
Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierzu werden die kohlenstoffhaltigen Brennstoffe nach Eintritt in den Reaktionsraum des Vergasers in einem fluidisierten Wirbelbett bei Temperaturen zwischen 700° und 1300° C und unter einem erhöhten Druck vergast, und zwar unter Einsatz von endotherm und exotherm reagierenden Vergasungsmitteln. Methods of the type mentioned are known from the prior art. For this purpose, the carbonaceous fuels are gasified after entering the reaction chamber of the gasifier in a fluidized fluidized bed at temperatures between 700 ° and 1300 ° C and under an elevated pressure, using endothermic and exothermic gasification agents.
Ober- und unterhalb des fluidisierten Wirbelbettes befinden sich ein Nachvergasungsraum sowie ein bewegtes Bett, aus dem Vergasungsrückstände abgezogen werden. Von dem Nachvergasungsraum wird das erzeugte Gas einem Abscheider zugeführt. Ein wesentliches Merkmal des Hochtemperatur-Winkler-Verfahrens ist es, dass ein Teil der im erzeugten Gas mitgeführten Feststoffteilchen in dem Abscheider abgeschieden und über eine Rückführleitung in den Reaktionsraum des Vergasers zurückgeführt werden, wohingegen das von den Feststoffteilchen befreite Synthesegas den Abscheider verlässt. Above and below the fluidized fluidized bed are a Nachvergasungsraum and a moving bed, are deducted from the gasification residues. From the Nachvergasungsraum the gas generated is fed to a separator. An essential feature of the high-temperature Winkler method is that a portion of the entrained in the gas produced particulates are deposited in the separator and recycled via a return line in the reaction chamber of the gasifier, whereas the freed from the solid particles synthesis gas leaves the separator.
Bei den kohlenstoffhaltigen Feststoffen kann es sich beispielsweise um Biomasse, recyclefähiges Material, Kunststoff oder Kohle etc. handeln. Üblicherweise werden zum Eintrag dieses Einsatzgutes in den unter Überdruck betriebenen Reaktionsraum des Hochtemperatur-Winkler-Vergasers Eintragsschnecken oder pneumatisch betriebene Eintragungsorgane verwendet. Bei der Verwendung von Eintragsschnecken wird das Einsatzgut über ein in der Art eines Druckschleusesystems betriebenes Kohlesschleusesystem durch konus- förmige Kohlewiege- und Kohlevorlagebehälter, zwischen denen eine Kohleschleuse geschaltet ist, geleitet. Im Ahschluss daran wird das Einsatzgut über Eintragsschnecken in den Hochtemperatur-Winkler-Vergaser befördert. Ein Nachteil dieser Technik des Eintrages ist es, dass die elektromotorisch angetriebenen Eintragsschnecken nur eine begrenzte Aufnahmekapazität haben, so dass in der Regel mehrere Eintragsschnecken verwendet werden müssen, um das Einsatzgut zügig und in ausreichendem Maße in den Vergaser zu befördern. Hinzu kommt, dass sich die Elektromotoren aufgrund der mit der Förderung des Einsatzgutes einhergehenden Wärmeentwicklung durch eine nicht geringe Anfälligkeit auszeichnen und die Abdichtung zur Atmosphäre, insbesondere bei hohem Betriebs¬ druck, schwierig ist. The carbonaceous solids may be, for example, biomass, recyclable material, plastic or coal, etc. Usually entry slugs or pneumatically operated entry organs are used to enter this feed in the operated under pressure reaction space of the high-temperature Winkler carburetor. When using augers, the feedstock is passed through a coal-spill system operated in the manner of a pressure-lock system by cone-shaped coal weighing and coal feed tanks, between which a coal-fired lock is interposed. In conclusion, the feed is transported via entry screws in the high-temperature Winkler carburetor. A disadvantage of this technique of entry is that the electric motor driven entry augers have only a limited capacity, so that usually several augers must be used to quickly and sufficiently convey the feedstock in the carburetor. In addition, the electric motors are characterized by the associated with the promotion of the feed heat development by a low vulnerability and the seal to the atmosphere, especially at high operating ¬ pressure, is difficult.
Bei der pneumatischen Förderung wird das Einsatzgut von einem strömenden Gas getragen und mitgeführt, wobei der Gasstrom durch einen Druckunterschied zwischen Anfang und Ende einer das Einsatzgut und das Gas transportierenden Transportleitung bewirkt wird. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, dass für die Bestückung des Vergasers mit dem Einsatzgut sehr große Gasmengen benötigt werden, was wiederum mit nicht geringen Kosten sowie mit einem nicht geringen konstruktiven Aufwand für Lagerung und Zuführung des Gases verbunden ist. In the pneumatic conveying the feedstock is carried and carried by a flowing gas, wherein the gas flow is effected by a pressure difference between the beginning and end of the feedstock and the gas transporting transport line. However, this method has the disadvantage that for the assembly of the carburetor with the feed very large amounts of gas are needed, which in turn is associated with no small cost and with no small design effort for storage and supply of the gas.
Als weiteres Eintragungsorgan, auch in Kombination mit einer pneumatischen Förderung, sind aus dem neuesten Stand der Technik unter der Wirkung der Schwerkraft arbeitende Schrägrohre (sloped pipe) bekannt, deren Einsatz jedoch, wie bisherige Erfahrungen in Testanlagen zeigen, aufgrund von in den Leitungen auftretenden thermischen Prozessen nur begrenzt möglich ist, was sich insbesondere bei der Beförderung von bestimmten Kohlearten zeigt. Zudem erfordert diese Art der Förderung einen größeren konstruktiven Aufwand, da dem Schrägrohr ein weiterer Sammelbehälter für die Trennung der Feststoffe von dem transportierenden Gas vorgeschaltet werden muss. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein eingangs beschriebenes Verfahren so auszugestalten, dass eine schnelle, kostengünstige und deutliche Zufuhr von kohlenstoffhaltigen Feststoffen ermöglicht wird. As a further registration body, also in combination with a pneumatic conveying, are known from the state of the art under the action of gravity sloped pipes (sloped pipe), but their use, as previous experience in test facilities show, due to occurring in the lines thermal Process is limited, which is particularly evident in the transport of certain types of coal. In addition, this type of promotion requires greater design effort, since the inclined tube must be preceded by another collecting container for the separation of solids from the transporting gas. Object of the present invention is therefore to design a method described above so that a fast, inexpensive and significant supply of carbonaceous solids is made possible.
Mit einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die kohlenstoffhaltigen Feststoffe pneumatisch mit Dichtstromförderung in den Vergaser eingebracht werden. With a method of the type mentioned, this object is achieved according to the invention in that the carbonaceous solids are introduced pneumatically with dense phase promotion in the carburetor.
Bei der Dichtstromförderung wird das Einsatzgut pneumatisch in Gestalt eines höheren Feststoffmassenstromes befördert. In dense phase conveying, the feed material is conveyed pneumatically in the form of a higher solids mass flow.
Vorteile der Dichtstromförderung, wie weniger Störanfälligkeit gegenüber verklebendem oder feuchtem Transportgut, geringe Energiekosten aufgrund einer niedrigeren Verdichterleistung und ein reduzierter Abrieb des Transportgutes, sind bekannt. Entwicklungsarbeiten im Rahmen der Erfindung haben jedoch zudem gezeigt, dass die Zuführung des Einsatzgutes in einen Hochtemperatur-Winkler- Vergaser mittels einer pneumatischen Dichtstromförderung den Vorteil hat, dass größere Mengen Inertgas als bei der Schneckenförderung und viel geringere Mengen Inertgas als bei der pneumatischen Förderung in das fluidisierte Wirbelbett des Vergasers gebracht werden kann, ohne dass diese Gasmenge das charakteristische fluidisierte Wirbelbett beeinträchtigt. Zudem kann dieses Gas gleichzeitig als fluidisierendes Gas eingesetzt werden. Auch kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren der konstruktive Aufwand verringert werden, da auf einen Vorlagebehälter, der im Falle von Kohleschnecken und einer pneumatischen Förderung dem Vergaser vorgeschaltet ist, verzichtet werden kann. Advantages of dense phase conveying, such as less susceptibility to sticky or moist goods to be transported, low energy costs due to lower compressor performance and reduced abrasion of the transported goods, are known. However, development work in the context of the invention have also shown that the feed of the feed into a high temperature Winkler carburetor by means of a pneumatic dense phase conveying has the advantage that larger amounts of inert gas than in the screw conveyor and much lower amounts of inert gas than in the pneumatic conveying in the fluidized fluidized bed of the gasifier can be brought without this amount of gas impairs the characteristic fluidized fluidized bed. In addition, this gas can be used simultaneously as a fluidizing gas. Also, according to the inventive method, the design effort can be reduced, since it can be dispensed with a storage tank, which is preceded by the carburetor in the case of coal screws and a pneumatic conveying.
Um eine geringere Materialverdichtung hervorzurufen, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die kohlenstoffhaltigen Feststoffe am Austritt des Druckbehälters fluidisiert werden. In order to produce a lower material compression, an advantageous embodiment of the invention provides that the carbonaceous solids are fluidized at the outlet of the pressure vessel.
Zur Durchführung des Verfahrens sieht die Erfindung eine Anlage mit mindestens folgenden Komponenten vor: - einen Druckbehälter einer pneumatischen Dichtstromförderanlage, For carrying out the method, the invention provides a system with at least the following components: a pressure vessel of a pneumatic dense phase conveying system,
- einen HTW-Vergaser,  an HTW carburetor,
- eine Förderleitung.  - a promotion line.
Grundlegende Idee bei der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist es, den Druckbehälter einer pneumatischen Dichtstromförderanlage über eine Förderleitung, die ebenfalls Komponente einer pneumatischen Dichtstromförderanlage sein kann, mit dem HTW-Vergaser zu verbinden. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass die kohlenstoffhaltigen Stoffe pneumatisch mit Dichtstromförderung und direkt in den Vergaser eingebracht werden, ohne dass zwischen dem Druckbehälter und dem HTW-Vergaser weitere Vorrichtungen, wie ein Vorlagebehälter, zwischengeschaltet werden müssen. The basic idea in the design of the system according to the invention is to connect the pressure vessel of a pneumatic dense phase conveying system via a conveying line, which may also be a component of a pneumatic dense phase conveying system, with the HTW carburetor. As a result, it is advantageously achieved that the carbonaceous materials are introduced pneumatically with dense phase conveying and directly into the carburettor without having to interpose further devices, such as a feed tank, between the pressure vessel and the HTW carburettor.
Um die Fördermenge weiter zu erhöhen, sieht eine praktikable Variante der Erfindung vor, dass mindestens zwei Förderleitungen in den Vergaser münden. Um die Förderung auch unter Nutzung der Schwerkraft ablaufen zu lassen, ist es zweckmäßig, dass die Förderleitung unmittelbar vor dem Vergaser in einem Winkel schräg nach unten in die Wirbelschicht geführt wird. Hierbei sollte vorzugsweise die Förderleitung in ein Schrägrohr münden. Die Schräge kann dabei kleiner 90° gegenüber der Horizontalen betragen. In order to further increase the delivery rate, a practicable variant of the invention provides that at least two delivery lines lead into the gasifier. In order to run the promotion using gravity, it is expedient that the delivery line is led directly in front of the carburetor at an angle obliquely down into the fluidized bed. In this case, preferably, the delivery line should open into a diagonal pipe. The slope can be less than 90 ° relative to the horizontal.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung : In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It shows in a schematic representation:
Fig. 1 ein herkömmliches, mehrstufiges Verfahren für die Beschickung Fig. 1 is a conventional, multi-stage process for the feed
eines Reaktors für einen Vergasungsprozess nach dem Hochtemperatur-Winkler-Verfahren,  a reactor for a gasification process according to the high-temperature Winkler method,
Fig. 2 ein Verfahren gemäß der Erfindung, 2 shows a method according to the invention,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anlage für die Durchführung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens. Fig. 1 zeigt ein herkömmliches mehrstufiges Verfahren für die Beschickung eines Reaktionsraumes 3 eines Vergasers in Gestalt eines Hochtemperatur-Winkler-Vergasers 2. Das Verfahren beginnt damit, dass das Einsatzgut 2a dem Druckschleusensystem 6, bestehend aus dem konusförmigen Kohlewiegebehälter 7, der konusförmigen Kohleschleuse 8 sowie dem konusförmigen Kohlevorlagebehälter 9, zugeführt wird. Über die Förderschnecken 11 wird das mittels des Dosierzellenrades 10 dosierte Einsatzgut 2a aus dem Kohlevorlagebehälter 9 in die Kohleeintragsschnecke I Ia gegeben, um das Einsatzgut 2a in dosierter und geregelter Weise in den Reaktionsraum 3 des Hochtemperatur-Winkler-Vergasers 2 zu befördern. Alternativ wird auch ein Schrägrohr 16 anstatt der Schnecken 11, I Ia verwendet. Das Einsatzgut 2a, d.h. die kohlenstoffhaltigen Brennstoffe wie Biomasse, Kohle etc., werden in dem Reaktionsraum 3 in einem in Fig. 1 nicht gezeigten flutdisierten Wirbelbett bei hohen Temperaturen und bei einem erhöhten Druck vergast. Das hierbei erzeugte Gas wird dem Abscheider 4 zugeführt, wobei ein Teil der in dem erzeugten Gas mitgeführten Feststoffteilchen in dem Abscheider 4 abgeschieden und über die Rückführleitung 5 in den Reaktionsraum 3 des Vergasers 2 zurückgeführt wird. Das von den Feststoffteilchen befreite Synthesegas verlässt hingegen den Abscheider 4. Unterhalb des fluidisierten Wirbelbettes werden Vergasungsrückstände aus dem Festbett über die Leitungen 14, 15 abgezogen. Fig. 3 shows a system according to the invention for carrying out the inventive method ¬ . 1 shows a conventional multistage process for charging a reaction space 3 of a carburetor in the form of a high-temperature Winkler carburettor 2. The process begins with the feedstock 2a to the pressure-lock system 6, consisting of the conical coal weighing container 7, the cone-shaped coal lock 8 and the cone-shaped coal feed tank 9, is supplied. About the screw conveyors 11 metered by the Dosierzellenrades 10 feed 2a is added from the coal reservoir 9 in the coal feed screw I Ia to carry the feed 2a in metered and controlled manner in the reaction chamber 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2. Alternatively, a helical tube 16 is used instead of the screws 11, I Ia. The feedstock 2a, ie the carbonaceous fuels such as biomass, coal, etc., are gasified in the reaction space 3 in a flooded fluidized bed, not shown in Fig. 1 at high temperatures and at an elevated pressure. The gas generated in this case is supplied to the separator 4, wherein a portion of the entrained in the gas generated particulate matter is deposited in the separator 4 and returned via the return line 5 in the reaction chamber 3 of the carburetor 2. By contrast, the synthesis gas freed from the solid particles leaves the separator 4. Below the fluidized fluidized bed, gasification residues are withdrawn from the fixed bed via the lines 14, 15.
Wie aus Fig. 1 weiter hervorgeht, erfolgt die Beschickung des Vergasers 2 mit dem Einsatzgut 2a mehrfach. Diese mehrfache Beschickung dient dazu, den Hochtemperatur-Winkler-Vergaser 2 möglichst schnell mit ausreichendem Einsatzgut 2a zu versorgen, wozu jedoch eine Mehrzahl von elektromotorisch betriebenen Schnecken 11, IIa oder Schrägrohren 16 eingesetzt werden müssen. As is further apparent from FIG. 1, the charging of the carburetor 2 with the feedstock 2a takes place several times. This multiple feed is used to supply the high-temperature Winkler carburetor 2 as quickly as possible with sufficient feed material 2a, for which, however, a plurality of electromotively operated screws 11, IIa or inclined tubes 16 must be used.
Um die in Fig. 1 gezeigte relativ aufwändige und anfällige Fördermethode zu ersetzen, wird, wie Fig. 2 verdeutlicht, in erfindungswesentlicher Weise das Einsatzgut 2a, d.h. die kohlenstoffhaltigen Feststoffe, pneumatisch mit Dichtstromförderung 3a in den Reaktionsraum 3 des Hochtemperatur-Winkler-Vergasers 2 eingebracht. Hierzu wird das Einsatzgut 2a durch eine Förderleitung 12 transportiert, die mit einem in Fig. 2 nicht gezeigten Druckbehälter, wie er in einer pneumati- schen Dichtstromförderanlage vorzufinden ist, verbunden ist. Die Förderleitung 12 geht unmittelbar vor dem Vergaser 2 in ein Schrägrohr 13 über, das wiederum in den Reaktionsraum 3 des Hochtemperatur-Winkler-Vergaser 2 mündet. To replace the relatively complex and vulnerable delivery method shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, the feedstock 2a, ie the carbonaceous solids, pneumatically with dense phase conveying 3a in the reaction chamber 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2, in erfindungswesentlicher way brought in. For this purpose, the feedstock 2a is transported through a delivery line 12, which is connected to a pressure vessel, not shown in FIG. is to be found dense current flow system is connected. The delivery line 12 passes directly in front of the carburetor 2 in a helical tube 13, which in turn opens into the reaction chamber 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2.
Fig. 3 zeigt die Anlage zur Durchführung des in Fig. 2 gezeigten Verfahrens. Diese setzt sich im Wesentlichen aus einem Druckbehälter 17, wie er aus einer herkömmlichen pneumatischen Dichtstromförderanlage bekannt ist, einer Förderleitung 12 sowie einem Hochtemperatur-Winkler-Vergaser 2 zusammen. FIG. 3 shows the system for carrying out the method shown in FIG. 2. This consists essentially of a pressure vessel 17, as it is known from a conventional pneumatic dense phase conveying system, a delivery line 12 and a high-temperature Winkler carburetor 2 together.
Im oberen Bereich des Druckbehälters 17 befindet sich ein Eintrag 18, durch den das Einsatzgut 2a in den Druckbehälter 17 eingebracht wird. Dabei kann die Einbringung des Einsatzgutes 2a in Schwerkraftfluss aus einem in Fig. 3 nicht gezeigten oberhalb des Druckbehälters 17 angeordneten Schleusebehälter oder über eine in Fig. 3 ebenfalls nicht gezeigte im Dichtstrom betriebene pneumatische Dichtstromförderung erfolgen. Neben den herkömmlichen Zuleitungen und Ventilen für die Differenzdruckhaltung zum Vergaser weist der Druckbehälter 17 zudem in seinem unteren Bereich Fluidisiergasdurchlassöffnungen 19, 20, 21, 22 in Gestalt eines Fluidisierkonus mit porösem Material (wie Sintermetall) oder von Düsen auf, um fluidisierendes Gas in den Druckbehälter 17 einzuspeisen. Das Fluidisie- rungsgas dient der Fluidisierung des in der Förderleitung 12 geförderten Fördergutes, d.h. der kohlenstoffhaltigen Feststoffe, die für die Vergasung in dem Reaktionsraum 3 des Hochtemperatur-Winkler-Vergasers 2 vorgesehen sind. Die Förderleitung 12 zwischen Druckbehälter 17 und Hochtemperatur-Winkler-Vergaser 2 mündet in das Schrägrohr 13. In the upper region of the pressure vessel 17 there is an entry 18, through which the feedstock 2a is introduced into the pressure vessel 17. In this case, the introduction of the feedstock 2a in gravity flow from a not shown in Fig. 3 above the pressure vessel 17 arranged lock container or via a not shown in Fig. 3 also operated in dense stream pneumatic dense stream promotion. In addition to the conventional supply lines and valves for the differential pressure maintenance to the carburetor, the pressure vessel 17 also in its lower portion Fluidisiergasdurchlassöffnungen 19, 20, 21, 22 in the form of a Fluidisierkonus with porous material (such as sintered metal) or from nozzles to fluidizing gas in the pressure vessel 17 feed. The fluidizing gas serves to fluidize the conveyed material conveyed in the delivery line 12, i. the carbonaceous solids that are provided for the gasification in the reaction space 3 of the high-temperature Winkler carburetor 2. The delivery line 12 between pressure vessel 17 and high-temperature Winkler carburetor 2 opens into the inclined tube 13.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Anlage auch mehrere Förderleitungen 12 aufweisen, die zwischen dem Druckbehälter 17 und dem Hochtemperatur-Winkler-Vergaser 2 angeordnet sind und in den Vergaser 2 münden, Bezuqszeichert liste: The present invention is not limited in its execution to the embodiments given above. Rather, a number of variants is conceivable, which make use of the solution shown in other types. For example, the system according to the invention may also have a plurality of delivery lines 12, which are arranged between the pressure vessel 17 and the high-temperature Winkler carburetor 2 and open into the carburetor 2, Registered list:
1 Anlage 1 plant
2 Hochtemperatur- Winkler- Vergaser 2 high temperature Winkler carburetors
2a Einsatzgut 2a feedstock
3 Reaktionsraum  3 reaction space
3a Dichtstromförderung  3a dense phase conveying
4 Abscheider  4 separators
5 Rückführleitung  5 return line
6 Druckschleusensystem  6 pressure-lock system
7 Kohlewiegebehälter  7 coal weighing containers
8 Kohleschleuse  8 coal lock
9 Kohlevorlagebehälter  9 coal storage tanks
10 Dosierzellenrad  10 dosing cell wheel
11 Förderschnecken  11 screw conveyors
IIa Kohleeintragsschnecke  IIa coal feed screw
12 Förderleitung  12 support line
13, 16 Schrägrohr  13, 16 inclined tube
14, 15 Leitungen  14, 15 lines
17 Druckbehälter  17 pressure vessels
18 Eintrag  18 entry
19, 20,  19, 20,
21, 22 Fluidisiergasdurchlassöffnungen  21, 22 Fluidisiergasdurchlassöffnungen

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Feststoffen mit gasförmigen, sauerstoffhaltigen Vergasungsmitteln in einem Wirbelsehichtgasprozess in einem Vergaser (2), insbesondere in einem Hochtemperatur-Winkler-Vergaser (HTW), bei dem die kohlenstoffhaltigen Feststoffe in den Reaktionsraum (3) des Vergasers (2) eingebracht und in einem Wirbelbett des Vergasers (2) vergast werden, wobei zumindest ein Teil der im erzeugten Gas mitgeführten Feststoffteilchen abgeschieden und in den Reaktionsraum (3) des Vergasers (2) zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, Anspruch [en] A process for gasifying carbonaceous solids with gaseous, oxygen-containing gasifying agents in a fluidized-bed gas process in a gasifier (2), in particular in a high-temperature Winkler gasifier (HTW), in which the carbonaceous solids are introduced into the reaction chamber (3) of the gasifier (2 ) are introduced and gasified in a fluidized bed of the gasifier (2), wherein at least a portion of the entrained in the gas produced particulate matter is deposited and returned to the reaction chamber (3) of the carburetor (2), characterized
dass die kohlenstoffhaltigen Feststoffe pneumatisch mit Dichtstromförderung (3a) in den Reaktionsraum (3) des Vergasers (2) eingebracht werden. the carbon-containing solids are introduced pneumatically with dense phase conveying (3a) into the reaction space (3) of the carburettor (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die kohlenstoffhaltigen Feststoffe vor Eintritt in eine Förderleitung ( 12) fluidisiert werden. the carbonaceous solids are fluidized before entering a delivery line (12).
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, 3. Plant according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Druckbehälter (17) im Schwerkraftfluss oder über eine pneumatisch betriebene Dichtstromförderung mit einem Einsatzgut (2a) nachfüllbar ist. in that the pressure vessel (17) can be refilled in the gravity flow or via a pneumatically operated dense phase conveying with an input material (2a).
4. Anlage (1) durch Durchführung des Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, aufweisend : 4. Plant (1) by carrying out the process according to claim 1, 2 or 3, comprising:
- zumindest einen Druckbehälter (17) einer pneumatischen Dichtestromförderanlage,  at least one pressure vessel (17) of a pneumatic density-flow conveying system,
- einen Vergaser (2), insbesondere einen HTW-Vergaser,  a carburetor (2), in particular an HTW carburetor,
- eine Förderleitung ( 12),  a delivery line (12),
wobei der Druckbehälter (17) und der Vergaser (2) verbunden sind und die För¬ derleitung (12) zwischen Druckbehälter ( 17) und Vergaser (2) angeordnet ist. wherein the pressure vessel (17) and the carburetor (2) are connected and the För ¬ derleitung (12) between the pressure vessel (17) and carburetor (2) is arranged.
5. Anlage nach Anspruch 4, 5. Plant according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein Schrägrohr ( 13) Teil der Förderleitung ( 12) ist und in den Vergaser (2) mündet, wobei die Schräge kleiner 90° gegenüber der Horizontalen ist. a sloping tube (13) is part of the delivery line (12) and opens into the carburettor (2), the slope being smaller than 90 ° with respect to the horizontal.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 6. Installation according to one of claims 3 to 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Druckbehälter (17) zum Nachfüllen im Schwerkraftfluss oder über eine pneumatisch betriebene Dichtstromförderung ausgebildet ist. that the pressure vessel (17) is designed for refilling in the gravity flow or via a pneumatically operated dense phase conveying.
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