DE2541574A1

DE2541574A1 - Verfahren zum kuehlen und reinigen der bei der kohledruckvergasungs-technik anfallenden rohgase hinter dem festbettvergaser unter gleichzeitiger nutzung der waerme zur herstellung eines kohlenstofftraegers fuer den betrieb von festbettvergasern

Info

Publication number: DE2541574A1
Application number: DE19752541574
Authority: DE
Inventors: Heinz Gresch; Heinz Hoelter; Heinrich Igelbuescher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1975-09-18
Publication date: 1977-03-31
Also published as: DE2541574B2

Description

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Beschreibung und Erläuterung zur Zusatzpatentanmeldung "Verfahren zum Kühlen und Reinigen der bei der Kohledruckvergasungs-Technik anfallenden Rohgase hinter dem Festbettvergaser unter gleichzeitiger Nutzung der Wärme zur Herstellung eines Kohlenstoffträgers für den Betrieb von Festbettvergasern Zusatzpatentanmeldung zur Patentanmeldung P 25 28 525.0 Es ist bekannt, Festbettvergaser mit un < nstoffträgern, wie Braunkohle, Steinkohle, Schwelkoks, Hoch-Temperatur-Koks u.ä., zu betreiben.
Voraussetzung für eine gute Durchsatzleistung bei entsprechendem Ausbringen an Gas ist die für jeden Festbettcharakter erforderliche Körnung des Kohlenstoffträgers.
In Abhängigkeit von Breite und Höhe eines Festbettrsaktors ermöglicht eine bestimmte Körnung des Kohlenstofftragers eine gleichmäßige Verteilung der Vergasungsmittel und damit einen gleichmäßigen Betrieb.
Zur Erhaltung der notwendigen Körnung ist es erforderlich, daß der Kohlenstoffträger, bevor er in die Vergasungszone kommt, eine bestimmte Festigkeit besitzt.
Die Festigkeit muß so hoch sein, daß die Körnung beim Durchlaufen der Reaktionszone nur durch den Abbau des Kohlenstoffs verkleinert wird.
Da bei Einsatz von Steinkohle in Festbettvergasern die Kohle in der Pyrolysezone zu Koks umgebildet werden muß, ergibt sich die Notwendigkeit, daß bei der Pyrolyse der Kohle eine Vergrößerung der Körnung (Blähen) eintritt, um auf diese Weise das Körnungsband und die Festigkeit zu erhalten, da zu starke Festigkeit vermindernd wirkt. Das gleiche gilt auch für das Zusammenbacken von Kohlestücken.
Bekannt ist, daß eine stark verwachsene Kohle, wie sie etwa in Süd-Afrika gefördert wird, mit einer Körnung von 5 - 30 mm z.B. in Druckvergasern (Festbettreaktoren) ohne Schwierigkeiten vergast werden kann.
Derartige Kohlen verhalten sich in der Pyrolysezone in Bezug auf die Körnung weitgehend neutral, d.h. sie blähen nicht, backen nicht zusammen, so daß der Kohlenstoffträger, der in die Vergasungszone gelangt, eine, wie oben dargelegt, entsprechende Festigkeit besitzt.
Das gleiche gilt auch für hochflüchtige Gasflammkohle mit etwa über 38 - 40 % flüchtiger Bestandteile (waf).
Da durch diese Kennzahlen der Kohle die Basismenge für den Einsatz in den Festbettreaktoren begrenzt ist, ergibt sich die Notwendigkeit, durch neue Verfahren die Möglichkeiten für die Kohle so zu erweitern, daß auch Kohle mit bestimmten Backvermögen und Blähungsgraden im Festbettreaktor eingesetzt werden kann.
Es ist bekannt, Kohle vorzuerwärmen bis z.B. auf 3000 C, um das Backvermögen und den Blähgrad zu senken.
Nach den neuen Verfahren soll der Kohlenstoffträger (z.B.
Steinkohle) vor dem Einsatz im Festbettvergaser erfindungsgemäß einer oxidativen Wärmebehandlung zur Abkühlung der zu reinigenden Gase unterzogen werden.
Die erforderliche abzuführende Wärmemenge wird erfindungsgemäß dem System des Verfahrens entnommen.
Bei der Ruhrgebietskohle und auch bei den Steinkohlenvorkommen an der Saar und den angrenzenden Gebieten wird die Kohle vor der Zugabe in den Festbettreaktor auf ca. 3500 C erhitzt.
Der erfindungsgemäße Wärmeentzug des Rohgases kann z.B. dadurch geschaffen werden, daß man die noch nicht gereinigten Abgase des Reaktors über geeignete apparative Geräte der zu erhitzenden Kohle zuführt, wie z.B. Wendelförderer- und/oder Schwingfördersysteme, die, unter Druck betrieben, mit dem Heißgas beschickt werden.
Durch diese erfindungsgemäße Ausführung wird das Heißgas mit den Teerhaltigen zum Teil gereinigt, und zwar durch Anlagerung an die vorzuerhitzende Kohle, wobei gleichzeitig erfindungsgemäß eine Erhöhung des Heizwertes der einzusetzenden Kohle erzeugt wird.
Erfindungsgemäß wird weiter ausgeführt, daß die Erwärmung so vorgenommen wird, daß das grobe Korn zuerst mit dem Wärmeträger in Berührung kommt, so daß zweckdienlich entsprechend dem Durchmesser der Kohlekörnung eine gleichmäßige Erhitzung des gesamten Kornspektrums auf etwa 3500 C garantiert wird.
Erfindungsgemäß ist es durchaus möglich, bei entsprechender Kohle z.B. über ein Sinterband die Vorerhitzung der einzusetzenden Kohle im Reaktor bis auf 5000 C zu betreiben.
Durch diese Tatsache ist erfindungsgemäß die Gewähr gegeben, daß der hohe Abhitzeverlust zweckdienlich genutzt wird, dem Gesamtwirkungsgrad der Kohledruckvergasung zugute kommt, und bei gleichen Voraussetzungen der Abmessung eines Festbettvergasers durch diese Maßnahme die Durchsatzleistung wesentlich erhöht werden kann.
Durch diese Maßnahme ist weiterhin die Gewähr gegeben, daß der Schwachpunkt Verteiler für Festbettreaktoren entfällt, so daß der Staubanfall im gewonnenen Gas vermindert wird.
Weiterhin ist durch diese erfindungsgemäße Ausführung der nachgeschaltete Reinigungsprozeß für das der Turbine zuzuführende Gas apparativ gesehen wesentlich geringer, da die Vorentlastung, d.h. Anlagerung der Schadstoffe an das vorzuerhitzende Einsatzprodukt, wesentlich ist.
Erfindungsgemäß kann weiterhin die aus dem Prozeß entnommene Wärme über einen ölwärmeträger der Kohle über eine Wärmeschnecke wieder zugeführt werden.
Erfindungsgemäß kann bedarfsgerecht zur Verbesserung der Oxidation Kaliumpermanganat dem Kohleträger vor Eingabe in den Festbettvergaser zugeführt werden.
Selbstverständlich kann dann zusätzlich die Erwärmung der Kohle auch über Dampf und Luft, die als Vergasungsmittel dem Festbettvergaser zugeführt werden, durchgeführt werden.
Durch die vor beschriebene erfindungsgemäße Ausführung ist die Gewähr gegeben, daß 1) eine Vorreinigung des Rohgases vor Eingang in den eigentlichen ReinigungsprozeB gewährleistet, 2) die Vorreinigung weitgehend energieverlustfrei durchgeführt und 3) durch die Vorreinigung des Rohgases gleichzeitig eine notwendige Wärmeabfuhr für den weiteren Reinigungsprozeß gewährleistet wird, wobei die abgegebene Energie dem Gesamtverfahren über das Trägermedium Einsatz kohle dem Verfahren zugute kommt.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: Anspruch 1: Verfahren zum Kühlen und Reinigen von bei der Kohledruckvergasung anfallendem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzprodukt, vorzugsweise Steinkohle, vor dem Einfüllen in den Reaktor mit dem Rohgas des Reaktors in Kontakt gebracht wird, und hierbei das Rohgas auf die für die nachfolgende Reinigung erforderliche Temperatur abkühlt.

Anspruch 2: Verfahren zum Reinigen von bei der Kohledruckvergasung anfallendem Gas und gleichzeitigem Kühlen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas aus dem Reaktor so mit dem Kohlestoffträger in Verbindung gebracht wird, daß eine gleichzeitige Reinigung des Rohgases vorzugsweise im Bereich von Staub und schweren Kohlenwasserstoffen zwangsläufig erfolgt, und dadurch der Aufwand für die nachfolgende Reinigung verringert wird.

Anspruch 3: Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzkohle eine Temperatur bis max. 5000 C erreichen kann, so daß der Gesamtwirkungsgrad der Kohlefestbettvergasung ohne fremd zugeführte Wärme wesentlich gesteigert wird.

Anspruch 4: Verfahren nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Erhitzung der Steinkohle der Blähgrad und das Backvermögen herabgesetzt werden.

Anspruch 5: Verfahren nach Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Herabsetzung des Bläh- und Backvermögens des Einsatzstoffes Steinkohle der Wirkungsgrad des Festbettvergasers verbessert wird.

Anspruch 6: Verfahren nach Anspruch 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Rohgasabkühlung so vorgenommen wird, daß das Gas zuerst mit dem Grobkorn des Einsatzstoffes Steinkohle in Berührung kommt und dann erst mit den feinkörnigen Anteilen.

Anspruch 7: Verfahren nach Anspruch 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoölkrsislauf aus dem Gasreinigungsprozeß die Uberschußwärme an die Einsatzkohle abgibt.

Anspruch 8: Verfahren nach Anspruch 1 - 7 dadurch gekennzeichnet, daß vor Einsatz des Kohleproduktes in die Gaskühlung das Grobvon dem Feinkorn getrennt wird, und die Beaufschlagung des Gases in der menge so gesteuert wird, daß beide Korngrößen gleiche obere Temperaturgrenzen erreichen.