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DE2856059A1 - Verfahren und vorrichtung zum kuehlen fester vergasungsrueckstaende - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kuehlen fester vergasungsrueckstaende

Info

Publication number
DE2856059A1
DE2856059A1 DE19782856059 DE2856059A DE2856059A1 DE 2856059 A1 DE2856059 A1 DE 2856059A1 DE 19782856059 DE19782856059 DE 19782856059 DE 2856059 A DE2856059 A DE 2856059A DE 2856059 A1 DE2856059 A1 DE 2856059A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
heat
cooling device
gasification
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782856059
Other languages
English (en)
Inventor
Guenther Dipl Chem Dr Velling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinbraun AG
Original Assignee
Rheinische Braunkohlenwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinische Braunkohlenwerke AG filed Critical Rheinische Braunkohlenwerke AG
Priority to DE19782856059 priority Critical patent/DE2856059A1/de
Priority to ES486952A priority patent/ES486952A0/es
Priority to US06/104,249 priority patent/US4288294A/en
Priority to AU53917/79A priority patent/AU531770B2/en
Priority to GB7944007A priority patent/GB2041969B/en
Priority to ZA00796920A priority patent/ZA796920B/xx
Priority to DD79217944A priority patent/DD148061A1/de
Priority to FR7931568A priority patent/FR2444705A1/fr
Publication of DE2856059A1 publication Critical patent/DE2856059A1/de
Priority to ES493873A priority patent/ES493873A0/es
Priority to US06/274,701 priority patent/US4406747A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen fester Vergasungsrückstände
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen der festen Vergasungsrückstände eines unter überdruck betriebenen Reaktors zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Materialien, wobei die Vergasungsrückstände aus dem Reaktor in eine darunter befindliche Kühlvorrichtung geführt werden und diese im wesentlichen von oben nach unten durchfHessen.
Derartige Kühlvorrichtungen bilden bezüglich des Betriebsdruckes mit dem Reaktor eine Einheit. Im allgemeinen ist es erforderlich, die festen Vergasungsrückstände, die im folgenden als Restkoks bezeichnet werden, bei denen es sich aber auch ganz oder überwiegend um Asche handeln kann, abzukühlen, bevor sie aus dem Druckbereich herausgeführt werden, da im anderen Fall die Handhabung mit zu viel Schwierigkeiten verbunden und auch die mit dem heissen Restkoks in Berührung kommenden Anlagen und Transportmittel zu grossen Beanspruchungen ausgesetzt sein würden. Normalerweise wird eine Temperatur in der Grössenordnung von 250 - 200° C bei Verlassen der Kühlvorrichtung ausreichend niedrig sein. Wenn die Ausgangstemperatur des Restkokses bei Verlassen des Reaktors und Eintreten in die Kühlvorrichtung zum Beispiel bei 900 bis 1000 C liegt, ist somit eine erhebliche Kühlleistung erforderlich.
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Es ist anzustreben, die Kühlvorrichtung bei grosser Durchsatzleistung und grosser Kühlleistung so klein wie möglich zu halten, insbesondere auch um die Bauhöhe der Gesamtvorrichtung, die zum Druckbereich gehört, nicht noch wesentlich grosser werden zu lassen als sie unter Berücksichtigung beispielsweise der den Reaktor betreffenden Erfordernissen ohnehin sein muss.
Die nächstliegende Möglichkeit, den Restkoks ausschliesslich durch Quenchen mittels Wasser abzukühlen, ist mit erheblichen Schwierigkeiten jedenfalls dann verbunden, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden. So kann bei einer zu grossen Wassermenge Restfeuchte im Koks verbleiben, und zwar ggf. in einer
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solchen Menge, dass der Restkoks mit dem Wasser einen zusammenhängenden Kuchen oder sogar Schlamm bildet. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Restkoks im allgemeinen in feiner bis sehr feiner Körnung, beispielsweise in der Grössenordnung von 0-5 mm, vorliegen wird. Bei nassem Restkoks besteht die Gefahr, dass dieser an den Wandungen der Kühlvorrichtung anbackt, so dass der Durchgangsquerschnitt der Kühlvorrichtung kleiner wird und ggf. bis auf Null zurückgeht mit dem Ergebnis, dass die Kühlvorrichtung verstopft wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass, da Kühlvorrichtung und Reaktor eine Betriebseinheit bilden, jede Störung der Kühlvorrichtung zwangsläufig auch zu seiner Störung bzw. Betriebsunterbrechung des Reaktors führt. Die Verwendung einer zu grossen Menge an Kühlflüssigkeit führt zwangsläufig auch zu einer entsprechend grossen Menge an Wasserdampf, der, da er in den Reaktor strömt, dort den Vergasungsprozess zumindest in bestimmten Fällen beeinträchtigen kann. Das gilt z. B. bei der hydrierenden Vergasung, bei welcher der Wasserstoff im allgemeinen möglichst wenig andere Gase aufweisen sollte. Selbstverständlich wird im praktischen Betrieb kaum mit 100%-igem Wasserstoff als Vergasungsmittel gearbeitet, da allein die in der zu vergasenden Kohle befindliche Restfeuchte immer auch zur Bildung von Wasserdampf und somit zur Entstehung von CO und C0„ führt. Im allgemeinen wird jedoch anzustreben sein, in solchen Fällen den Wasserdampfgehalt nicht grosser als notwendig werden zu lassen.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass die festen Vergasungsrückstände des im Reaktor stattfindenden
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Vergasungsprozesses innerhalb des Druckbereiches in kurzer Zeit und mit geringem Aufwand auf eine Temperatur abgekühlt werden können, bei welcher der Restkoks ohne Schwierigkeiten handhabbar ist und zudem auch die ihn aufnehmenden und transportierenden Einrichtungen nicht zu stark beansprucht. Die für die Kühlvorgänge notwendigen Verfahrensschritte sollen den Vergasungsprozess weder mittelbar noch unmittelbar in einem ins Gewicht fallenden Umfang beeinträchtigen. Dabei soll in jedem Fall sichergeteilt sein, dass der gekühlte Restkoks in einem Zustand dem Druckbereich entnommen werden kann, in welchem er keine oder nur so geringe Mengen an Feuchtigkeit aufweist, dass seine Rieselfähigkeit innerhalb der Kühlvorrichtung nicht beeinträchtigt wird. Der Restkoks soll mit der jeweils gewünschten Geschwindigkeit die Kühlvorrichtung unter allen Umständen störungsfrei durchfHessen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass im oberen Bereich der Kühlvorrichtung eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, derart dosiert in die festen Vergasungsrückstände eingeführt wird, dass der überwiegende Teil der in den Rückständen enthaltenen fühlbaren Wärme in Form von Verdampfungswärme und fühlbarer Wärme sowie chemischer Bindungsenergie mit dem resultierenden Dampf bzw. den entstandenen Umsetzungsprodukten abgeführt wird und die noch verbleibende restliche Wärmemenge, die der Differenz zwischen der gewünschten Endtemperatur und der Temperatur nach Abkühlung durch die Flüssigkeit entspricht, durch in den unteren Bereich der Kühlvorrichtung eingeblasenes Gas und/oder durch indirekten Wärmetausch abgeführt wird. Es ist hierbei vorteilhaft,
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die zuzuführende Gasmenge über eine Temperaturmessung, die an geeigneter Stelle angebracht ist, zu regeln. Die zugegebene Flüssigkeitsmenge wird zweckmässig in Abhängigkeit von der Temperatur des Vergasungsrückstandes über eine Temperaturmessung geregelt, die sich in einem solchen Abstand in Fliessrichtung desselben hinter der Stelle befindet, an welcher die Flüssigkeit zugegeben wird, dass einerseits eine ausreichende Abkühlung bewirkt, andererseits jedoch des Zurückbleiben eines störenden Restwassergehaltes im Koks vermieden wird. Es hst sich als vorteilhaft erwiesen, auf diese Weise z. B. 75% der insgesamt abzuführenden Wärme zu entfernen.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann eine Vorrichtung verwendet werden, die unterhalb des Reaktors angeordnet und mit diesem ein unter Überdruck stehendes System bildet, wobei im oberen Bereich des im wesentlichen schachtförmigen Innenraumes der Kühlvorrichtung eine Zuleitung für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen und in Fliessrichtung des zu kühlenden Vergasungsrückstandes hinter dieser Stelle ein Temperaturfühler angeordnet und der untere Bereich der Kühlvorrichtung mit einer Zuleitung für ein Gas versehen ist. Selbstverständlich kann die Zuführung der Kühlflüssigkeit an mehreren Stellen, z. B. in derselben Ebene, aber ggf. auch in übereinanderliegenden Ebenen erfolgen. Im allgemeinen wird es jedoch ausreichen, die Kühlflüssigkeit etwa in den mittleren Bereich der Querschnittsfläche der Kühlvorrichtung hineinzubringen. - Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Kühlvorrichtung mit wenigstens einem inneren Einbauteil versehen sein, das sich über den wesentlichen Teil
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ihrer Länge in Fliessrichtung des Vergasungsrückstandes erstreckt. Dieses Einbauteil soll verhindern, dass sich der Restkoks lediglichkeit im mittleren Querschnittsbereich nach unten bewegt und dann nicht ausreichend gekühlt aus dem Zellenrad austritt, während der im Randbereich befindliche Restkoks zwar ausreichend gekühlt wird, aber sich nicht oder nur langsam nach unten bewegt. Im allgemeinen wird aus Gründen der Raumersparnis anzustreben sein, diesem von oben nach unten verlaufenden Einbauteil einen nicht zu grossen Querschnitt zu geben, wobei es unten und oben in der üblichen Weise kegelförmig spitz auslaufen kann.
Die den Raum begrenzenden Wandungen können wenigstens teilweise als Wärmetauscher ausgebildet oder mit einem Wärmetauscher versehen sein, der bei normalen Betriebsbedingungen den Rest der aus dem Koks abzuführenden Wärme aufnimmt. Falls aufgrund irgendwelcher Umstände der Fall eintritt, dass der Koks durch die Zugabe der Kühlflüssigkeit einen merklichen Feuchtigkeitsgehalt bis in den mittleren oder unteren Bereich der Kühlvorrichtung behält, kann die Wirkung dieser Wärmetauscher umgekehrt werden derart, dass in diesen Bereichen Wärme in den Restkoks eingeführt wird, um das darin befindliche Wasser zumindest soweit zu verdampfen, dass es bei der weiteren Handhabung des Restkokses nicht stört. Diese Umkehr der Wirkung des Wärmetauschers wird im allgemeinen automatisch eintreten, da aufgrund der immer noch relativ hohen Temperatur von beispielsweise 200° C, die der Restkoks beim Verlassen der Kühlvorrichtung aufweist, das die Wärmetauscher durchfliessende Medium nach Eintritt in den Wärmetauscher auch ein verhältnis-
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massig hohes Temperaturniveau aufweisen wird,das bei normalen Betriebsbedingungen noch eine Kühlwirkung zur Folge hat, bei Umkehr der Verhältnisse jedoch dann oberhalb des Temperaturniveaus des feuchten Restkokses, beispielsweise im unteren Bereich der Vorrichtung, liegt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine aus Reaktor und Kühlvorrichtung bestehendes System, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Die Kühlvorrichtung 11 ist innerhalb eines druckfesten Gehäuses 12 angeordnet, welches mit dem druckfesten Gehäuse 14 eines darüber angeordneten Reaktors 16 zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Materialien und einem unterhalb angeordneten Gehäuse 18, das mit einer Schleuseneinrichtung 20 versehen ist, zu einem druckfesten System verbunden ist.
Die zu vergasenden kohlenstoffhaltigen Materialien werden dem Reaktor 16 über eine Förderschnecke 22 zugeführt. In einem Abstand unterhalb der Förderschnecke 22 ist eine Zuleitung 24 für das Vergasungsmittel, beispielsweise Wasserstoff, vorgesehen. Im unteren Teil des Reaktors 16 baut sich unter dem Einfluss des nach oben strömenden Vergasungsmittels ein Wirbelbett 26 auf.
Die festen Vergasungsrückstände 28, die im allgemeinen noch erhebliche Anteile an Kohlenstoff enthalten und daher im folgenden
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als Restkoks bezeichnet werden, sammeln sich unterhalb des Wirbelbettes 26 und gelangen über einen Durchgang 30 in die unterhalb des Reaktors 16 angeordnete Kühlvorrichtung 11, deren Innenraum 32, durch den die Vergasungsrückstände nach unten fliessen, von einer Rohrschlange 34 begrenzt wird- Zwischen dem druckfesten Gehäuse 12 und der Rohrschlange 34 ist ein ebenfalls hohlzylindrischer Einsatz 36 angeordnet, der mit dem Gehäuse 12 einen Ringraum 38 begrenzt, innerhalb desselben wärmeisolierendes Material, z. B. Steinwolle, angeordnet ist. Benachbarte Windungen der Rohrschlange 34 sind durch umlaufende Stege 40 miteinander so verbunden, dass der innenseitig von der Rohrschlange 34 begrenzte Raum 32 nach aussen für den abzukühlenden Restkoks undurchlässig ist.
Die mit einer Zuleitung 42 und einer Ableitung 44 für ein Kühlmedium versehene Rohrschlange 34 ist im oberen Bereich des Gehäuses 12 an einer umlaufenden Konsole, z. B. mittels Schweissen, befestigt. Das untere Ende der Rohrschlange 34 ist frei, also nicht befestigt, so dass die Rohrschlange in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen den dadurch bedingten Längenänderungen ohne weiteres folgen kann.
Innerhalb der Rohrschlange 34 und dazu koaxial ist in einem Abstand ein Einbaukörper 48 angeordnet, der durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel, z. B. radiale Stege, Rippen oder dgl., die an den Stegen 4.0 oder den eigentlichen Rohren der Rohrschlange 34 befestigt sind, in seiner Lage derart gehalten ist, dass ein Ringraum 32 entsteht, durch den der Restkoks von oben nach unten hindurchfliesst. Dieser Einbaukörper 48 soll verhindern, dass im Zen-
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trum der sich langsam nach unten bewegenden Vergasungsrückstände die Wärme nicht ausreichend abgeführt wird.
Der Kühlraum 32 ist an seinem unteren Ende mit einer Auslassöffnung 50 versehen, der ein in einem Gehäuse 52 befindliches Zellenrad nachgeordnet ist. Letzterem kommt im wesentlichen eine Dosierfunktion zu, so dass es die Geschwindigkeit, mit welcher der Restkoks durch den Raum 32 nach unten fliesst, bestimmt. Wenngleich die Verweilzeit des Restkokses innerhalb der Kühlvorrichtung von den jeweiligen Umständen, beispielsweise Eintrittstemperatur, Kühlleistung und Austrittstemperatur abhängt, wird beim praktischen Betrieb beispielsweise eine durchschnittliche Verweilzeit des einzelnen Restkokskornes in der Grössenordnung von 5-20 min. einen realistischen Wert darstellen.
Der durch das Zellenrad 54 ausgetragene, abgekühlte Restkoks gelang in das Gehäuse 18 und von dort in die Druckschleuse 20, die im wesentlichen aus zwei in einem Abstand voneinander angeordneten Absperrorganen 56 und 58 besteht, die in der üblichen Weise alternativ geöffnet und geschlossen werden. Der zwischen den beiden Organen 57 und 58 befindliche Bereich 60 ist mit einer Leitung 62 versehen, über die der notwendige Druckausgleich erfolgt. Durch das geöffnete untere Absperrorgan 58 gelangen die abgekühlten festen Vergasungsrückstände nach aussen.
Im oberen Bereich der Kühlvorrichtung 11 ist zwischen Durchgang 30 und dem oberen Ende des Einbaukörpers 48 eine Zuleitung 64
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für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen. Durch diese Leitung 64=wird die Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, direkt in den oberen Bereich des Raumes 32 und damit in den dort befindlichen Restkoks gegeben. Es findet somit eine direkte Kühlung statt. In einem geeigneten Abstand unterhalb der Stelle oder des Bereiches 66, in welchem die Kühlflüssigkeit eingeführt wird, ist ein Temperaturfühler 68 angeordnet, der über eine Leitung 70 mit dem Transmitter 72 eines Steuerventils 74 verbunden ist. Letzteres ist in die Zuleitung 64 eingeschaltet. Über den Temperaturfühler 68 kann eine relativ genaue Dosierung der jeweils erforderlichen Kühlwassermenge erzielt werden, so dass einerseits bereits hier eine ausreichende Kühlung auf direktem Weg erfolgt, andererseits jedoch das Hineinbringen einer zu grossen Flüssigkeitsmenge vermieden wird, die, wenn sie grosser ist als der abgeführten Wärmemenge entspricht, zum Teil als Flüssigkeit erhalten bleibt und dann im Zuge des Hindurchfliessens des Restkokses durch den Raum 32 nach unten zu Schwierigkeiten führen kann. Bei normalen Betriebsverhältnissen sollte Koksmenge, Ausgangstempratur und Wassermenge so aufeinander abgestimmt sein, dass auf dem Niveau, in welchem die Temperatur gemessen wird, also in Höhe des Temperaturfühlers 68, zumindest der ganz überwiegende Teil des Wassers verdampft bzw. mit dem C des Restkokses umgesetzt wird. Dabei sollte in diesem Bereich eine Temperatur eingehalten werden, die oberhalb des Taupunktes der Kühlflüssigkeit bei den jeweils gegebenen Umständen, also insbesondere beim jeweiligen Betriebsdruck, liegt. Selbstverständlich ist es möglich und
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auch anzustreben, die Kühlflüssigkeit über den Querschnitt der Kühlvorrichtung einigermassen gleichmässig verteilt in den Restkoks einzubringen. Entsprechend können auch mehrere Temperaturfühler 68 unterhalb des Bereiches oder der Ebene vorhanden sein, in welcher die Kühlflüssigkeit eingebracht wird. Es ist dann lediglich sicherzustellen, welcher der Temperaturfühler oder welche Kombination von gemessenen Werten das Servoteil 32 steuert.
Im unteren Bereich der Kühlvorrichtung ist mindestens eine Zuleitung 76 vorhanden, durch die zwischen dem unteren Ende der Rohrschlange 34 und dem Zellenrad 54 ein gasförmiges Kühlmedium, das möglichst trocken sein sollte, in den Innenraum 32 der Kühlvorrichtung eingebracht wird. Durch dieses Kühlgas wird ein geringerer Teil der im Restkoks befindlichen Wärme - ebenfalls nach oben in den Reaktor 16 hinein - abgeführt. Dieses Kühlgas hat zudem die Aufgabe zu verhindern, dass Dampf, der auf die durch die Leitung 64 eingebrachte Kühlflüssigkeit zurückgeht, nach unten in jene Bereiche der Kühlvorrichtung 11 bzw. des Rahmens 32 gelangt, in denen bereits eine stärkere Abkühlung des Restkokses stattgefunden hat und somit die Gefahr besteht, dass der Taupunkt des Dampfes unterschritten wird. Das durch die Leitung 56 zugeführte Kühlgas führt zudem zu einer Vermischung mit dem Dampf, so dass dessen Partikaidruck in dem resultierenden Dampf-Kühlgas-Gemisch ohnehin geringer ist und somit auch die Gefahr der Kondensation abnimmt.
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Ein weiterer Teil der abzuführenden Wärme wird durch das die Rohrschlange 34 durchfliessende Medium aufgenommen. Hierbei kann durchaus der Fall eintreten, dass bei einer Überdosierung an Kühlflüssigkeit, die zu einer zu starken Abkühlung des Restkokses unterhalb des Taupunktes führt, die Verhältnisse bezüglich des Wärmeüberganges zwischen Restkoks und Rohrschlange 34 zumindest in Teilbereichen der Kühlvorrichtung umgekehrt werden derart, dass die Temperatur des Kühlmediums oberhalb der des Restkokses liegt und somit Wärme an den Restkoks abgegeben wird mit dem Ergebnis, dass dessen Temperatur jedenfalls soweit ansteigt, dass sie oberhalb des Taupunktes liegt.
Wenn beispielsweise 75% der insgesamt abzuführenden Wärmemenge durch das Kühlwasser entfernt werden, dann können - bezogen auf die insgesamt abzuführende Wärmemenge - etwa 25% durch das Wasser bzw. den resultierenden Wasserdampf als fühlbare Wärme, etwa 25% in Form von Verdampfungswärme und etwa 25% als chemische Bindungsenergie mit dem bei der endothermen Wassergasreaktion entstehenden Umsetzungsprodukten abgeführt bzw. verbraucht werden.
Bei einer Ausgangstemperatur des Restkokses in der Grössenordnung
ο
von 700 - 900 C ist ohne weiteres damit zu rechnen, dass es zu Umsetzungen zwischen dem Wasserdampf und dem C des Restkokses unter Bildung vor allem von CO und H« kommt. Die restlichen 25% Wärme werden durch das durch die Leitung 76 eingeführte Kühlgas und/oder das die Rohrschlange 24 durchfliessende Kühlmedium abgeführt.
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Bei einer Anfangstemperatur des Restkokses nach Verlassen des Durchganges 30 von etwa 900 C und einer Endtemperatur beim Verlassen der Kühlvorrichtung 11 durch das Zellenrad 54 von etwa 200 C wird das vorbeschriebene Ergebnis mit einem Wasserverbrauch in de Grössenordnung von etwa 0,1 bis 1,5 l/kg Restkoks verzielbar sein. Diese Wassermenge entspräche einem Wassergehalt des Ausgangsmaterials, also jener Kohle, die durch die Förderschnecke 22 in den Reaktor 16 eingebracht wird, in der Grössenordnung von 1 bis 2%. Daraus ergibt sich, dass, obwohl der nicht mit dem Kohlenstoff des Restkokses umgesetzte Teil des Kühlwassers in Form von Wasserdampf in den Reaktor 16 gelangt, die dort stattfindenden Umsetzungen selbst dann nicht negativ beeinflusst werden, wenn beispielsweise im Reaktor 16 die Kohle hydrierend vergast werden soll. Entsprechendes gilt auch für das durch die Leitung 70 zugeführte Kühlgas, bei dem es sich um das im Reaktor 16 verwendete Vergasungsmittel, aber auch um ein anderes Gas, beispielsweise C0„ handeln kann. Zur Erzielung des angestreben Zweckes, also zusätzliche Kühlung und ggf. Vermeidung des Eindringens von Wasserdampf in die unteren Bereiche der Kühlvorrichtung, wird es im allgemeinen ausreichen, geringe Gasmengen durch die Leitung 70 einzuführen, es sei denn, dass der in der Kühlvorrichtung 11 befindliche Restkoks durch das nach oben strömende Gas aufgelockert werden soll . Auch diese Möglichkeit liegt im Rahmen der erfinderischen Lehre.
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Es war bereits erwähnt worden, dass es bei der Dosierung des Kühlwassers darauf ankommt, dass der Taupunkt jedenfalls dort nicht unterschritten wird, wo Wasserdampf vorhanden sein könnte, um>eine Kondensation desselben zu vermeiden. Wenn das Gesamtsystem unter einem Druck von beispielsweise 80 bar steht, liegt der Taupunkt bei etwa 290 C. Die Wasserzugabe ist demzufolge so zu dosieren, dass die durch den Kühleffekt der Wasserzugabe erreichte Endtemperatur einige Grade oberhalb des Taupunktes liegt, also beispielsweise zwischen 310 und 330 C. Aus diesen Bedingungen ergibt sich dann die Wärmemenge, die durch das Kühlgas und/oder die Rohrschlange 34 abzuführen ist, um auf die gewünschte Endtemperatur von z. B. 200 oder 250 C zu kommen.
Selbstverständlich besteht im Bedarfsfall die Möglichkeit, auch den Einbaukörper 48 aussenseitig mit einer Rohrschlange zu versehen bzw. seine Aussenwand als Rohrschlange auszubilden.
Zwischen dem oberen Temperaturfühlrer 68 und dem Zellenrad 54 können weitere Temperaturfühler, z. B. 78 und 80 angeordnet sein, die der Überwachung und der Steuerung der Zufuhr der flüssigen und gasförmigen Kühlmittel dienen können. Es ist z. B. denkbar, einen im unteren Bereich der Kühlvorrichtung befindlichen Temperaturfühler dazu zu benutzen, die Drehgeschwindigkeit des Zellenrades 54 in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Temperatur zu steuern, da die Drehgeschwindigkeit des Zellenrades die Verweilzeit des Kokses in der Kühlvorrichtung beeinflusst und über
die Verweilzeit auch das Ausmass der Kühlwirkung beeinflussbar ist.
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Claims (13)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Kühlen der festen Vergasungsrückstände eines unter Überdruck betriebenen Reaktors zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Materialien, wobei die Vergasungsrückstände aus dem Reaktor in eine darunter befindliche Kühlvorrichtung geführt werden, und diese von oben nach unten durchfliessen, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Bereich der Kühlvorrichtung Wasser derart dosiert in die festen Vergasungsrückstände eingeführt wird, dass der überwiegende Teil der in den Rückständen enthaltenen fühlbaren Wärme in Form von Verdampfungswärme und fühlbarer Wärme sowie chemischer Bindungsenergie mit dem resultierenden Dampf bzw. entstandenen Umsetzungsprodukten abgeführt wird und die noch verbleibende restliche Wärmemenge, die der Differenz zwischen der gewünschten Endtemperatur und der Temperatur nach Abkühlung durch die Flüssigkeit entspricht, durch in den unteren Bereich der Kühlvorrichtung eingeblasenes Gas und/oder durch indirekten Wärmetausch abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszugabe über eine Temperaturmessung geregelt wird, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Vergasungsrückstandes in geeignetem Abstand in Fliessrichtung desselben hinter der Stelle, an welcher die Flüssigkeit zugegeben wird, angebracht ist.
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3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den unteren Bereich der Kühlvorrichtung eingeführte Gas einen möglichst geringen Feuchtigkeitsgehalt aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur nach Abkühlung des Restkokses durch die Flüssigkeitszugabe Wärme in den Restkoks durch die indirekten Wärmetauscher eingeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den unteren Bereich der Kühlvorrichtung eingeführte Gas oder Gasgemisch als Vergasungsmittel im darüber befindlichen Reaktor verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ii den unteren Bereich der Kühlvorrichtung eingeführte Gasmenge zu einer Auflockerung des Bettes verwendet wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die unterhalb des Reaktors angeordnet und mit diesem ein unter Überdruck stehendes System bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Bereich der im wesentlichen schachtförmigen Kühlvorrichtung (11) mit einer Zuleitung (64)
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für eine Kühlflüssigkeit versehen und in Fliessrichtung des zu kühlenden Vergasungsrückstandes (28) hinter dieser Stelle ein Temperaturfühler (68) angeordnet und der untere Bereich der Kühlvorrichtung (11) mit einer Zuleitung (76) für ein Gas versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit wenigstens einem inneren Einbauteil (48) versehen ist, das sich über den wesentlichen Teil ihrer Länge in Fliessrichtung des Vergasungsrückstandes (28) erstreckt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbauteil (48) koaxial zu den Wänden verläuft, die den Raum (32) begrenzen, durchweichen die festen Vergasungsrückstände (28) während des Abkühlungsprozesses fliessen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Raum (32) begrenzenden Wandungen als Rohrschlangen-Wärmetauscher (34) ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Begrenzungswände innenseitig mit von einem wärmetauschenden Medium durchflossenen Rohren versehen ist.
030028/0268
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetauschenden Rohre (34) schlangenförmig angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre dicht aneinanderliegend angeordnet oder mittels Stegen (40) verbunden sind.
030028/0268
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