DD147549A1 - PROCESS FOR GAS PRODUCTION FROM SOLID FUELS - Google Patents
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- DD147549A1 DD147549A1 DD21725379A DD21725379A DD147549A1 DD 147549 A1 DD147549 A1 DD 147549A1 DD 21725379 A DD21725379 A DD 21725379A DD 21725379 A DD21725379 A DD 21725379A DD 147549 A1 DD147549 A1 DD 147549A1
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kohleveredlung. Ziel der Erfindung ist es, eine Moeglichkeit zu finden, Kohlen zu vergasen, die bei thermischer Beanspruchung verhaeltnismaeszig stark zerfallen und mittels herkoemmlicher Verfahren schlecht zu vergasen sind. Aufgabe der Erfindung ist es, ein geeignetes Verfahren zu entwickeln. Erfindungsgemaesz wird das dadurch geloest, dasz der Brennstoff nach einer herkoemmlichen Trocknung in ruhender Schuettung, vorzugsweise unter Druck, entgast, teilentgast, getrocknet oder vorgewaermt wird, bevor er in diesem vorerhitzten Zustand in eine Vergasungszone gelangt. Die Vergasung erfolgt in einer Wirbelschicht oder in einer teilweise im Wirbelzustand befindlichen Schicht unter Zufuhr von Luft oder Sauerstoff und einem Temperaturmoderator. Ein Teil des bei der Vergasung entstehenden Gases wird als Spuelgas zur Entgasung benutzt. Der anfallende Staub wird abgeschieden und in einer Schmelzkammer-Staubvergasung zusammen mit anderem Staub vergast.The invention relates to the field of coal refinement. The aim of the invention is to find a way to gasify coal, which disintegrate disproportionately strong under thermal stress and are bad to gasify by conventional methods. The object of the invention is to develop a suitable method. According to the invention this is achieved by the fact that after a conventional drying the fuel is degassed, preferably under pressure, partially degassed, dried or preheated before it enters a gasification zone in this preheated state. The gasification takes place in a fluidized bed or in a partially in fluidized state layer with the supply of air or oxygen and a temperature moderator. Part of the gas produced in the gasification is used as spuel gas for degassing. The resulting dust is separated and gasified in a melt chamber dust gasification together with other dust.
Description
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Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren zur Gaserzeugung aus festen BrennstoffenProcess for the production of gas from solid fuels
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Gas aus festen Brennstoffen durch partielle Oxidation mit Vergasungsmitteln, wobei besonders ungünstige Eigenschaften des Brennstoffes berücksichtigt werden.The invention relates to a process for the production of gas from solid fuels by partial oxidation with gasifying agents, taking into account particularly unfavorable properties of the fuel.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Zur Vergasung von festen Brennstoffen sind verschiedene Verfahren bekannt, die jeweils für Brennstoffe bestimmter Beschaffenheit geeignet sind.For the gasification of solid fuels, various methods are known, each of which is suitable for fuels of a certain nature.
Die Vergasung im Festbett eignet sich für stückige Brennstoffe mit geringem Unterkornanteil. Die stückige Beschaffenheit jäarf während der im Gegenstrom zum Gas durchlaufenden Trocknung, Entgasung und Vergasung im wesentlichen nicht verloren gehen.Gasification in a fixed bed is suitable for lumpy fuels with a small amount of undersize. The lumpy nature jäarf while the countercurrent to the gas passing through drying, degassing and gasification are not lost substantially.
Feinkörnige Anteile dürfen sich durch thermischen Zerfall der Brennstoffstücke praktisch nicht bilden, damit das Lückenvolumen in der Festbettschüttung erhalten bleibt. 20. Die Vergasungsrückstände sind in der Regel feinkörnig, weil die Masse des stückigen Brennstoffs während der Vergasungsreaktion in die gasförmige Phase übergeht undFine-grained fractions may not practically form due to thermal decomposition of the fuel pieces, so that the void volume in the fixed bed is maintained. 20. The gasification residues are usually fine-grained, because the mass of lumpy fuel during the gasification reaction passes into the gaseous phase and
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im wesentlichen unverbrennliche Rückstände am Ende des Prozesses über einen Rost ausgetragen werden sollen.essentially unburned residues are to be discharged at the end of the process via a grate.
.Deshalb muß dieser feste Vergasungsrückstand grobkörnig und somit in ruhender Schüttung gut durchströmbar sein. Mit dem Gas in der ruhenden Schüttung aufwärts wanderndes Peinkorn darf nur in so geringen Mengen entstehen, daß das Lückenvolumen nicht versetzt wird. Der durch Pilterwirkung des Pestbettes, zurückgehaltene Staub muß mit der absinkenden Schüttung vergasen; sofern er aus Asche besteht muß er agglomerieren, so daß er-mit der übrigen körnigen Asche ausgetragen werden kann. Andererseits dürfen keine unerwünschten Agglomerationen entstehen, wie beispielsweise Backerscheinungen in der Entgasungszone, Verschlackungen in der Aschezone. Schließlich muß der Brennstoff eine gewisse minimale Gasaustrittstemperatur zustande bringen, damit das Verfahren störungsfrei und technisch sicher arbeitet.. Therefore, this solid gasification residue must be coarse-grained and thus flowed through in a resting bed. With the gas in the quiescent bed uphill pea grain may arise only in such small quantities that the void volume is not displaced. The dust retained by the action of the plague bed must be gasified with the sinking bed; if it consists of ashes it must agglomerate so that it can be discharged with the remaining grainy ash. On the other hand, no unwanted agglomeration should occur, such as baking phenomena in the degassing zone, slagging in the ash zone. Finally, the fuel must bring about a certain minimum gas outlet temperature, so that the process works trouble-free and technically safe.
Diese Vielzahl von Anforderungen des Verfahrens muß der Brennstoff von Natur aus besitzen oder vorangehende brennstofftechnische Verfahren müssen sie ihm verleihen. Zumindest ist die erforderliche Stückigkeit durch Klassierverfahren herzustellen. Kohlen, die nicht derartige Eigenschaften haben, können nicht im Pestbett vergast werden.This multiplicity of requirements of the process must be inherent in the fuel or prior art fueling processes must impart it. At least the required pieceiness is to be produced by classification methods. Coals that do not have such properties can not be gasified in the plague bed.
Druckvergasungsverfahren im Pestbett sind u. a. von E. Rammler und H. J. v. Alberti in "Chemie und Technologie der Braunkohlen", Berlin 1962 sowie in "Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie" Band 10, Seiten 418 bis 424 beschrieben.Pressure gasification processes in the plague bed are u. a. by E. Rammler and H.J. Alberti in "Chemistry and Technology of Lignite", Berlin 1962 and in "Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" Volume 10, pages 418 to 424 described.
Ein weiteres Verfahren vergast körnigen Brennstoff in der Wirbelschicht. Die Korngröße des in diesem Verfahren zu vergasenden Brennstoffs kann in weiten Grenzen entsprechend den strömungstechnischen Erfordernissen vorliegen. Der zulässige Staubgehalt wird unterschiedlich angegeben, je nach den wirtschaftlichen Grenzen des zu-Another method gasifies granular fuel in the fluidized bed. The grain size of the fuel to be gasified in this process can be present within wide limits in accordance with the fluidic requirements. The permissible dust content is stated differently depending on the economic limits of the
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lässigen Staubsustrages im Rohgas sowie nach technologischen Gegebenheiten, wie beispielsweise eine Staubrückführung in das Wirbelbett.casual dust discharge in the raw gas as well as technological conditions, such as a dust return in the fluidized bed.
Die DE-PS 1023 844 macht Angaben über zulässigen Gehalt des Wirbelgutes an Peinkorn bei minimalen Staubver- " lusten. Die Wirbelschichtvergasung wird u. a. in obengenannter Literaturquelle von RAMMLER und v. ALBERTI sowie von L. LENZ im "Lehrbuch der Winklergaserzeugung", Leuna, beschrieben. SETSCHMOW und ALTSCHULER machen ebenfalls spezielle Angaben über die Arbeitsweise dieses Verfahrens unter Druck.DE-PS 1023 844 gives information on the permissible content of the fluidized material with regard to pebble with minimal dust losses.The fluidized bed gasification is described, inter alia, in the abovementioned literature source by RAMMLER and v. ALBERTI and by L. LENZ in the "Lehrbuch der Winklergaserzeugung", Leuna SETSCHMOW and ALTSCHULER also put specific pressure on the operation of this process.
Ein Verfahren der Wirbelschichtvergasung unter Druck beschreibt auch LANGHOPP, K. und andere in der DE-O.S. 27 00281. Die Anforderungen des Verfahrens an die Klassierung des Brennstoffs und an dessen Reaktionsfähigkeit begrenzen die Anwendbarkeit· dieses Verfahrens. Auch die Verfahren der Staubvergasung stellen Anforderungen an den Brennstoff. Die geforderte Peinheit des Staubes steht im Zusammenhang mit dem Reaktionsvermögen und der technischen Ausrüstung des Verfahrens. Bei Verfahren, die zumeist mit Reaktionstemperaturen oberhalb des Schlackeschmelzpunktes arbeiten, spielt die für die Vergasung in der Wirbelschicht hinderliche Abhängigkeit von Reaktionsfähigkeit und Ascheerweichungstemperatur zwar keine Rolle. Im Gegenteil muß die Ascheschmelztemperatur unter der technisch beherrschbaren Grenze liegen. Unter Druck arbeitende VerfahrenA process of fluidized bed gasification under pressure is also described by LANGHOPP, K. and others in DE-O. 27 00281. The requirements of the method for the classification of the fuel and its reactivity limit the applicability of this method. The processes of dust gasification also make demands on the fuel. The required purity of the dust is related to the reactivity and the technical equipment of the process. In processes which usually work with reaction temperatures above the slag melting point, the dependence on reactivity and ash softening temperature, which hinders the gasification in the fluidized bed, does not matter. On the contrary, the ash melting temperature must be below the technically controllable limit. Pressurized process
85. dieser Art sind u. a. an folgenden Stellen beschrieben:85th of this type are u. a. described in the following places:
ROSSBACH, MÜLLER, KUPPLER, Energie Grafelfing, 30ROSSBACH, MÜLLER, KUPPLER, Energie Grafelfing, 30
(1978) S..194 - 195 VÖLKEL Energie Grafelfing, 30(1978) p.194-195 VÖLKEL Energie Grafelfing, 30
(1978)S. 196 - 198 Über diese grundlegenden Verfahren der Vergasungstech-(1978) S. 196 - 198 concerning these basic methods of gasification
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nik hinaus sind Verfahrenskombinationen bekannt geworden, die wiederum ganz bestimmte Brennstoffeigenschaften voraussetzen.In addition, process combinations have become known, which in turn require very specific fuel properties.
Das WP C 10 J/197 287 beschreibt "Verfahren und Vorrichtung zur kombinierten Wirbelschicht- und Pestbettvergasung von Kohle"· Das Verfahren wird in einem gemeinsamen Reaktionsraum durchgeführt· Im oberen Teil dieses Reaktors wird ein stückiger Brennstoff im Pestbett entgast und zum Teil auch vergast· Bei dieser Behandlung wird .der stückige Brennstoff voraussetzungsgemäß körnig, ohne wesentliche Mengen Staub zu bilden· Er gelangt in diesem Zustand in den unteren Teil des Reaktors, wo er in einer Wirbelschicht vergast wird· Das gesamte Gas der Y/irbelschichtzone durchströmt das darüber befindliche Pestbett. Der Staubgehalt des Gases der Wirbelschichtvergasung ist voraussetzungsgemäß nicht größer als durch Pilterwirkung des Pestbettes zurückgehalten werden kann. Diese Verfahrenskombination eignet sich also nur für stückige Brennstoffe mit guter thermischer Stabilität, weil die gesamte Vergasungsgasmenge ungesteuert die Pestbettschicht durchströmt. Der mit diesem Vorgang eintretende Energieverlust des Vergasungsgases schränkt die Erzeugung von Abhitzedampf ein.The WP C 10 J / 197 287 describes "method and apparatus for combined fluidized bed and Pestbettverggasung of coal" · The process is carried out in a common reaction chamber · In the upper part of this reactor, a lumpy fuel in the plague bed is degassed and partially gasified In this treatment, the lumpy fuel becomes granular, according to the precondition, without forming substantial amounts of dust. It passes in this state into the lower part of the reactor where it is gasified in a fluidized bed. The entire gas of the oil bed zone flows through the pest bed located above it , The dust content of the gas of the fluidized-bed gasification is not greater than is presumed by the action of the peat bed as a result of the peat. Thus, this process combination is suitable only for lumpy fuels with good thermal stability, because the entire gasification gas flow through the Pestbettschicht uncontrolled. The energy loss of the gasification gas occurring with this process restricts the generation of waste heat steam.
Die für die Vergasung im Pestbett geforderte gute Durchströmbarkeit einer körnigen Ascheschicht muß bei dieser Verfahrenskombination nicht durch den Brennstoff erfüllt werden. Man kann mit dieser Verfahrenskombination bei großer Leistungsfähigkeit nicht backende, thermisch stabile Brennstoffe vergasen, die eine begrenzte Menge pulvriger Asche als Vergasungsrückstand zurücklassen. Methan, Teere und Öle bleiben wie bei der Gegenstromvergasung in ruhender Schüttung erhalten, müssen jedoch aus einer unnötig großen Menge Gas abgetrennt werden.The required for the gasification in the plague bed good flow through a granular ash layer must not be met by the fuel in this combination of methods. It is possible to gasify non-baking, thermally stable fuels leaving behind a limited amount of powdery ash as a gasification residue with this combination of methods. Methane, tars and oils remain in static charge as in countercurrent gasification, but must be separated from an unnecessarily large amount of gas.
Das Gas ist für Synthesen nicht ohne weitere Verfahrensschritte der Gaswandlung geeignet.The gas is not suitable for syntheses without further process steps of gas conversion.
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Die DE-OS.26 40 180 betrifft eine weitere Verfahrenskombination von Wirbelschicht-, Staub- und Festbettvergasung mit der Bezeichnung "Verfahren und Vorrichtung zur Gaserzeugung aus festen Brennstoffen"· Der Brennstoff wird mit Anteilen unterschiedlicher Korngröße in einem Reaktor in der Wirbelschicht vergast. Die gröbsten Stücke sinken durch die Wirbelschicht unter und lagern sich auf einem Rost ab, wo sie zusammen mit grobstückigen Vergasungsrückständen der Wirbelschicht in ruhender oder quasi ruhender Schüttung vollkommen vergasen. Oberhalb der Wirbelschicht befindet sich der Teil des Reaktors, in dem der aus der Wirbelschicht mitgerissene Staub nachvergast wird.The DE-OS. 26 40 180 relates to a further process combination of fluidized bed, dust and fixed bed gasification with the name "method and apparatus for gas production from solid fuels" · The fuel is gasified with fractions of different particle size in a reactor in the fluidized bed. The coarsest pieces sink down through the fluidized bed and settle on a grate, where they gas together with lumpy Vergasungsrückständen the fluidized bed in quiescent or quasi-stationary bed completely. Above the fluidized bed is the part of the reactor in which the dust entrained from the fluidized bed is regasified.
Dieses Verfahren stellt an die Klassierung des Brennstoffs sehr geringe Ansprüche. Backfähigkeit der Kohle stört nicht. Es bestehen aber die folgenden Nachteile:This method places very low demands on the classification of the fuel. Baking ability of the coal does not bother. However, there are the following disadvantages:
Thermischer Zerfall des Brennstoffs zu Staub darf nur soweit auftreten, als der Staub noch mit hinreichendem wirtschaftlichen Effekt in der Staubvergasungszone vergast werden kann. In den meisten Fällen setzt dies eine hohe Reaktionstemperatur der Staubvergasungszone voraus und erfordert einen Brennstoff, dessen Asche eine hohe Erweichungstemperatur besitzt. Die Vergasungszone im Pestbett fordert, wie oben erwähnt, eine grobkörnige Asche, damit eine Durchströmung mit Vergasungsmittel im gesamten Querschnitt der ruhenden Schüttung eintritt. Unter den Reaktionsbedingungen der Staubvergasungszone, die vom gesamten Gasstrom durchflossen wird, entsteht ein Synthesegas. Methan wird teils, Teere und Öle werden vollständig vergast. Das Gas ist als Ferngas nicht ohne Karburation oder weitere gaswandelnde VerfahrensschritteThermal decomposition of the fuel to dust may occur only insofar as the dust can still be gasified with sufficient economic effect in the dust gasification zone. In most cases, this requires a high reaction temperature of the dust gasification zone and requires a fuel whose ashes have a high softening temperature. The gasification zone in the plague bed requires, as mentioned above, a coarse-grained ash, so that a flow of gasification agent in the entire cross section of the quiescent bed occurs. Under the reaction conditions of the dust gasification zone, which is traversed by the entire gas stream, a synthesis gas is formed. Partly methane, tars and oils are completely gasified. The gas is not as a long-distance gas without carburation or other gas-converting process steps
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geeignet·suitable·
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat das Ziel, durch Kombination bekannter Vergasungsverfahren aus festen Brennstoffen unter Druck Gas zu erzeugen, wobei geringe Anforderungen an die Korngröße und Aushaltung des Unterkorns, gestellt werden. Es sollen insbesondere Kohlen vergast werden, die bei thermischer Beanspruchung verhältnismäßig stark zerfallen und beispielsweise im Pestbett nur mit Leistungseinbußen vergast werden können. Die ruhende Schüttung dieser Kohle hat zu dem nicht das erforderliche lückenvolumen, um die für die im Stand der Technik genannte Kombination der Pestbett-Y/irbelschicht-Vergasung vorausgesetzte Pilterwirkung zu erzielen. Die Reaktionsfähigkeit und die niedrige Erweichungstemperatur der Asche lassen keinen nennenswerten Vergasungseffekt in der Staubvergasungszone über die Wirbelschicht der Verfahrenskombination Pestbett-, Wirbelschicht- und Staubvergasung nach DE-OS 26 40 180 zu. Die Vergasung dieser Kohle in ruhender Schüttung auf einem Rost führt zu außerordentlich pulvriger Asche. Das Erweichungs- und Agglomerationsverhalten der Asche ist so ungünstig, daß bei angestrebter Aschesinterung unbeherrschbare Schlacken entstehen.The invention has the goal to produce by combining known gasification processes of solid fuels under pressure gas, with low demands on the grain size and sustainability of the undersized, are provided. In particular, coal should be gasified, which decompose relatively strong under thermal stress and can be gasified, for example, in the plague bed only with loss of power. The quiescent bulk of this coal does not have the required void volume to achieve the peat effect presumed for the combination of pest bed / aerated gasification referred to in the prior art. The reactivity and the low softening temperature of the ash do not allow a significant gasification effect in the dust gasification zone over the fluidized bed of the process combination Pestbett-, fluidized bed and dust gasification according to DE-OS 26 40 180. The gasification of this coal in a resting bed on a grate leads to extraordinarily powdery ashes. The softening and agglomeration behavior of the ash is so unfavorable that unintentional slags are formed when ash sintering is desired.
Die Gewinnung von Teeren und Ölen sowie die Erfordernisse der Perngasqualität sollen durch die Verfahrenskombination ermöglicht werden. Im Bedarfsfall soll Synthesegas erzeugt werden können.The extraction of tars and oils and the requirements of Perngas quality should be made possible by the combination of processes. If necessary, synthesis gas should be generated.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die technische Aufgabe betrifft die Vergasung eines Brennstoffes mit den vorgenannten ungünstigen Eigenschaften, die mit bekannten Vergasungsverfahren undThe technical problem relates to the gasification of a fuel with the aforementioned unfavorable properties, with known gasification processes and
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bekannten Verfahrenskombinationen nicht oder nur mit mangelhaftem wirtschaftlichen Nutzeffekt oder unter . Verlust von Teeren, Ölen und Methan sowie Plugstaub oder aber mit umfangreichen aufbereitungstechnischen und anderen der Vergasung vorangehenden Verfahrensschritten beherrscht werden.known process combinations not or only with poor economic efficiency or under. Loss of tars, oils and methane and plug dust or with extensive processing and other prior to gasification process steps are controlled.
Der Hauptprozeß der erfindungsgemäßen Verfahrenskombination ist die Vergasung in der Wirbelschicht oder Quasi-Wirbelschicht. Letzterer Zustand soll den Übergang zwischen-Festbett und Wirbelschicht strömungstechnisch bezeichnen. Ein Teil des Vergasungsgases aus der Wirbelschicht tritt in eine Entgasungszone in der der Brennstoff in ruhender Schüttung entgast wird. Dieser Teil des Vergasungsgases wird so groß bemessen, daß seine fühlbare Wärme den Wärmebedarf der Entgasung nach dem Prinzip der. Spülgasschwelung deckt. Die Temperatur des Schwelgasausgangs muß über dem Taupunkt des Teeres liegen, damit die Schwelgaswege störungsfrei funktionieren. Diese Bedingung wird erfüllt, in/dem der Brennstoff vorzugsweise in Röhrentrocknern vorgetrocknet wird. Der Spülgasschwelraum bildet zumeist eine Einheit mit dem Wirbelschichtreaktor, wobei der Entgasungsrückstand ohne Abkühlung in die Vergasung gelangt. Ein anderer Teil des Vergasungsgases gelangt über eine Staubvergasungszone, die für Wirbel-The main process of the process combination according to the invention is the gasification in the fluidized bed or quasi-fluidized bed. The latter state should designate the transition between fixed bed and fluidized bed fluidically. Part of the gasification gas from the fluidized bed enters a degassing zone in which the fuel is degassed in a static bed. This part of the gasification gas is sized so that its sensible heat the heat demand of the degassing according to the principle of. Spülgasschwelung covers. The temperature of the carbonization gas outlet must be above the dew point of the tar, so that the carbonization gas passages function trouble-free. This condition is met, in which the fuel is preferably predried in tube dryers. The Spülgasschwelraum usually forms a unit with the fluidized bed reactor, wherein the Entgasungsrückstand passes without cooling in the gasification. Another part of the gasification gas passes through a dust gasification zone, which is used for
^15 schichtvergasung zumeist über di<* Wirbelschicht angeordnet wird, in einen Abscheider für Staub. Der dort abgeschiedene Staub ist grob und wird ganz oder teilweiße in die Wirbelschicht zurückgeführt. Das Gas gelangt danach in den Hochdruck-Abhitzekessel, der zumeist als Wasserrohrkessel ausgeführt wird. Der dort erzeugte Dampf macht die Verfahrenskombination dampfwirtschaftlich autark. Erst hinter dem Kessel wird die trockene Abscheidung des feinen Staubes angeordnet, der unmittelbar eine Naßabscheidung folgt. Das Gas der Vergasung wird gemeinsam oder.getrennt vom Schwelgas gekühlt. Dabei wird Uiederdruckdampf für die Vortrocknung gewonnen. Zur Kühlung des Gases, insbesondere^ 1 5 layer gasification is usually placed over the <* fluidized bed, in a dust separator. The dust deposited there is coarse and is wholly or partially returned to the fluidized bed. The gas then passes into the high-pressure waste heat boiler, which is usually designed as a water tube boiler. The steam generated there makes the process combination steam-economically self-sufficient. Only after the boiler is the dry separation of the fine dust arranged, followed immediately by a wet separation. The gas of the gasification is cooled together or. Separately from the carbonization gas. This is Uiederdruckdampf won for the predrying. For cooling the gas, in particular
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des Vergasungsgases kann auch Kohlenstaub zugemischt werden, der dadurch einer weiteren Trocknung und gegebenenfalls auch einer Entgasung unterzogen wird. Dieser Staub wird nach bekannten Verfahren mieder abgetrennt. Teerdämpfe aus Kohlenstaub können ebenfalls abgeschieden und zum Teil als Teer nutzbar gemacht werden. Die Verfahrensbedingungen der zur Verfahrenskombination zusammengeschaltenen Einzelverfahren sind im wesentlichen bekannt. Besonderheiten der Kombination sind folgende Zustände:The gasification gas can also be admixed with pulverized coal, which is thereby subjected to further drying and optionally also degassing. This dust is separated by known methods bodice. Tar vapors from coal dust can also be separated and partly used as tar. The process conditions of the interconnected to the process combination individual methods are substantially known. Special features of the combination are the following states:
Austrittstemperatur des Entgasungsgases oberhalb Teertaupunkt vorzugsweise mehr als 450 0C bei 2,5 MPa.Discharge temperature of the degassing gas above tar dew point preferably more than 450 0 C at 2.5 MPa.
Der vorgetrocknete Brennstoff hat einen maximalen Wassergehalt von 15 % und eine Körnung 0-15 mm, vorzugsweise 3-15 mm.The pre-dried fuel has a maximum water content of 15 % and a grain size 0-15 mm, preferably 3-15 mm.
Der entgaste Brennstoff tritt mit Temperaturen bis zu 800 0C in die Wirbelschicht ein. Die Wirbelbettemperatür beträgt mindestens 825 0C. Diese Temperatur wird durch die Konzentration des Sauerstoffs im Vergasungsmittel eingestellt.The degassed fuel enters the fluidized bed at temperatures of up to 800 ° C. The fluidized bed temperature is at least 825 ° C. This temperature is set by the concentration of oxygen in the gasification agent.
Der Druck beträgt 0,2 bis 10 MPa, vorzugsweise 2,5 MPa. In der Regel kann man bei der Verfahrenskombination auf Sekundärdüsen für das Vergasungsmittel verzichten.The pressure is 0.2 to 10 MPa, preferably 2.5 MPa. In general, one can dispense with the process combination on secondary nozzles for the gasification agent.
Der Staub wird mit 20 bis 25 MJ/kg Heizwert, 35 bis 45 % ' Asche der Schmelzkammer-Staubvergasung zugeführt. 75 %. des Staubes sind kleiner 0,09 mm. Die obere Korngröße liegt bei 0,2 mm.The dust is fed with 20 to 25 MJ / kg calorific value, 35 to 45 % ash of the melting chamber dust gasification. 75 %. of the dust are smaller than 0.09 mm. The upper grain size is 0.2 mm.
Die Austragsasche hat eine Körnung von 0 bis 3 mm, 13»5 bis 14,6 MJ/kg Heizwert, 60 - 70 % Asche. Weitere Einzelheiten sind dem nachstehenden Ausführungsbeispiel zu entnehmenThe discharge bag has a grain size of 0 to 3 mm, 13 »5 to 14.6 MJ / kg calorific value, 60 - 70 % ash. Further details can be found in the following embodiment
Die Verfahrenskombination kann teils unter Druck, teils drucklos betrieben werden. The process combination can be operated partly under pressure, partly without pressure.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Lösung soll im folgenden für zwei mögliche Verfahrensschemen _ erläutert werden.The solution will be explained below for two possible process schemes.
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Für eine bestimmte Weichbraunkohle ist folgende Ausführung zweckmäßig:For a certain lignite the following execution is appropriate:
Die grubenfeuchte Kohle wird klassiert· Die Fraktion größer 6 mm Korngröße wird auf die Korngröße 0 - .15 mm zerkleinert. In Röhrentrocknern bekannter Bauart wird die Vortrocknung von 55 - 58 % Wassergehalt auf 15 20 % Wassergehalt durchgeführt. Der getrocknete körnige Brennstoff mit 19 MJ/kg Heizwert und einer Körnung von 0,2 - 15 mm wird einen unter 2,5 MPa arbeitenden Druckreaktor zugeführt, der die Verfahrensstufen Entgasung nnd Vergasung in zwei Teilräumen sowie die Staubnachvergasung umfaßt.The pit-dried coal is classified · The fraction greater than 6 mm grain size is comminuted to the grain size 0 - .15 mm. In tube dryers of known type, the pre-drying is 55 - carried out 58% water content to 15 20% water content. The dried granular fuel with 19 MJ / kg calorific value and a grain size of 0.2 - 15 mm is fed to a working under 2.5 MPa pressure reactor, which includes the process steps degassing and gasification in two sections and the Staubnachvergasung.
Unter Zuführung von 5 600 nr/h Sauerstoff im Gemisch mit der 2,5fachen Dampfmenge entsteht Vergasungsgas, von dem ein Teil durch die Entgasung als Wärmeträger fließt. Die beiden Teilströme werden nach der Naßentstaubung und Kühlung vereinigt und ergeben eine Gesamtmenge von 33 000 r/h und Reaktor folgender Zusammensetzung:Under the supply of 5,600 nr / h of oxygen in a mixture with 2.5 times the amount of steam produced gasification gas, part of which flows through the degassing as a heat transfer medium. The two partial streams are combined after the wet dedusting and cooling to give a total amount of 33,000 r / h and reactor of the following composition:
Heizwert 9,65 MJ/nr CO 22,2 "Calorific value 9.65 MJ / nr CO 22.2 "
Nach Auswaschung des CO9 folgt ein Reingas mit der nach-After leaching of the CO 9 , a clean gas follows with the after-
C.C.
stehenden Zusammensetzung:standing composition:
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Aus dem Rohgas werden 40 g/nr Trockenstaub gewonnen und gemeinsam mit dem Trockenkohle-Staub der Körnung 0 - 0,2 mm der Schmelzkammer-Staubvergasung zugeführt.From the raw gas 40 g / nr dry dust are obtained and fed together with the dry coal dust of grain size 0 - 0.2 mm of the melting chamber dust gasification.
Der kombinierte Entgasungs-Vergasungsreaktor liefert einschließlich der anteiligen Trockenkohle-Staubmenge 4,5 t/h Brennstaub Körnung 0 - 0,2 mm mit 21 bis 23 MJ/ kg Heizwert· Dieser wird im Schmelzkammer-Staubvergasungsverfahren vergast. Die Ergebnisse dieses Verfahrens sind bekannt und bedürfen keiner näheren Darlegung (siehe hierzu DD-WP C 10 J/205 679 sowie auch die bereits zitierten Veröffentlichungen)·The combined degassing gasification reactor, including the proportionate amount of dry coal dust, delivers 4.5 t / h of 0-0.2 mm filament grit with 21 to 23 MJ / kg calorific value. It is gasified in the melt chamber dust gasification process. The results of this method are known and require no further explanation (see DD-WP C 10 J / 205 679 as well as the already cited publications) ·
Der Hochdruckdampf beider Gaserzeugungsverfahren wird teils in den Gaserzeugungsverfahren verbraucht, teils in ein Netz eingespeist.The high pressure steam of both gas generating processes is partly consumed in the gas generating process, partly fed into a grid.
Der Abhitze-Niederdruckdampf wird im wesentlichen zur Trocknung der Kohle,_zur Behandlung des Gaswassers sowie der Teere und Öle und in den Gasreinigungsverfahren verbraucht.The waste heat low-pressure steam is used essentially for drying the coal, for treating the gas water and the tars and oils and in the gas purification process.
Pur wärmetechnische Zwecke wird ferner Heißwasser als Wärmeträger erzeugt.Pur heat-related purposes hot water is also generated as a heat carrier.
Die Austragsasche der Vergasung körniger Kohle wird entweder in Feuerungen für energetische Zwecke einschließlich Kohletrocknung mit Dampf oder Feuergasen verbrannt oder vergast oder als Absorptionsmittel für wasserwirtschaftliche Zwecke nach bekannten Verfahren verwendet.The coal gasification effluent discharge gas is either burned or gasified in steams for energetic purposes including coal drying with steam or fire gases, or used as an absorbent for water management purposes by known methods.
Das Gaswasser des Entgasungsgases wird entphenoliert und nachgereinigt nach bekannten Verfahren, die Gaswasser der beiden Vergasungsverfahren werden nur nach gereinigt entsprechend der Einleitbedingungen für die Vorfluter.The gas water of the degassing gas is dephenolated and purified by known methods, the gas water of the two gasification processes are only after purified according to the discharge conditions for the receiving water.
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Das gekühlte und gereinigte Gas aus der Verfahrenskombination wird entsprechend dem Verwendungszweck in seiner Zusammensetzung zu einem Teil oder insgesamt gewandelt, wobei bekannte Verfahren angewendet werden können.The cooled and purified gas from the process combination is converted in part or in whole according to the intended use in its composition, and known methods can be used.
Das kombinierte Entgasungs- und Vergasungsverfahren ermöglicht eine bedarfsgerechte Steuerung der Entgasung, wobei maximale Gaserzeugung bei minimalem spezifischen Kohleverbrauch und Wegfall jeglicher Entgasungsprodukte einhergehen.The combined degasification and gasification process allows for demand-based control of the degassing, with maximum gas production associated with minimal specific coal consumption and elimination of any degassing products.
Die Vergasung körniger Kohle liefert dann 60 000 nr/h und Reaktor Gas. Der spezifische Kohleeinsatz für diesesThe gasification of granular coal then provides 60 000 nr / h and reactor gas. The specific coal use for this
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Gas sinkt von 0,77 kg/nr auf 0,65 kg/m . Der spezifischeGas drops from 0.77 kg / nr to 0.65 kg / m. The specific one
3 33 3
Sauerstoffeinsatz steigt von 0,17 m Sauerstoff/m RohgasOxygen consumption increases from 0.17 m oxygen / m raw gas
3 3 aus 0,19 ra/m . Vergasungsdampf wird in der 2,Ifachen Menge des Sauerstoffs eingesetzt3 3 from 0.19 ra / m. Gasification steam is used in 2 times the quantity of oxygen
Das Rohgas bat folgende Zusammensetzung: H2 42,9 Vol.?* CO 27,2 " CH4 7,0 " H2 1,0 » CO2 +H2S 25,0 "The crude gas had the following composition: H 2 42.9 vol.% CO 27.2 "CH 4 7.0" H 2 1.0 "CO 2 + H 2 S 25.0"
Die Trockenstauberzeugung einschließlich Kohlenstaub liegt bei 12 t/h und kombiniertem Reaktor.Dry dust generation including coal dust is 12 t / h and combined reactor.
Umgekehrt werden bei maximaler Gewinnung von Entgasungs-Conversely, at maximum recovery of degassing
3 produkten 30 000 nr Rohgas/h und Reaktor erzeugt. Der3 products 30 000 nr raw gas / h and reactor produced. The
3 3 spezifische Sauerstoffbedarf sinkt auf 0,16 nr/nr Rohgas.3 3 specific oxygen demand drops to 0.16 nr / nr raw gas.
Der Dampfeinsatz steigt auf die 4,2fache Menge des Sauerstoffs. Die Zusammensetzung des Rohgases aus dem kombinierten Entgasungs-Vergasungs-Verfahren ist nunmehr:The steam input increases to 4.2 times the amount of oxygen. The composition of the raw gas from the combined degassing-gasification process is now:
tttt
217253217253
Die Erzeugung von Trockenstaub beträgt 4,5 bis 5 t/h und kombiniertem Entgasungs-Vergasungs-Reaktor, wobei der Anteil Kohlenstaub gegenüber den vorgenannten Fahrwieisen der Verfahrenskombination höher liegt. Die Erzeugung von Teeren und Ölen liegt bei 75 bis 80 % der Teerausbeute nach der FISCHER-Methode.The production of dry dust is 4.5 to 5 t / h and combined degassing-gasification reactor, the proportion of coal dust compared to the aforementioned Fahrwieisen the combination of methods is higher. The production of tars and oils is 75 to 80 % of the tar yield according to the FISCHER method.
Das Staubvergasungsverfahren in Schmelzreaktoren vsird beispielsweise mit drei Reaktoren ausgerüstet und verarbeitet den Staub aus einer Anlage von 18 Reaktoren, die nach dem kombinierten Verfahren arbeiten. Die Vorteile des vorgenannten Verfahrensbeispiels sind:The dust gasification process in smelting reactors, for example, is equipped with three reactors and processes the dust from a plant of 18 reactors using the combined process. The advantages of the aforementioned method example are:
• Minimaler Aufwand für die Aufbereitung der Kohle und des Kohlenstaubes}• Minimal effort for the treatment of coal and coal dust}
· Verarbeitung von thermisch instabilen Kohlen mit sehr ungünstigen Eigenschaften der Asche;· Processing of thermally unstable coals with very unfavorable characteristics of the ash;
• hohe Leistungsfähigkeit;• high efficiency;
• Flexibilität der Gaserzeugung bei konstantem Kohleverbrauch;• flexibility of gas production with constant consumption of coal;
. hoher Kohlenstoff-Vergasungsgrad und Vergasungsgütegrad;, high carbon gasification grade and gasification grade;
• Deckung des Eigenverbrauchs an Dampf aus Abhitze.• Coverage of self-consumption of steam from waste heat.
Der letztgenannte Vorzug wird vor allem bei Kohlen benötigt, die s^ich nicht zur Verbrennung in Kesselfeuerungen eignen.The last-mentioned preference is needed above all for coal, which is not suitable for combustion in boiler furnaces.
Claims (7)
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DD147549A1 true DD147549A1 (en) | 1981-04-08 |
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