DE2925441A1

DE2925441A1 - Verfahren und vorrichtung zur vergasung von kohle in einer wirbelschicht

Info

Publication number: DE2925441A1
Application number: DE19792925441
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Brachthaeuser; Rolf Dr Ing Noack
Original assignee: Carbon Gas Technologie GmbH
Current assignee: Deutsche Babcock Werke AG
Priority date: 1979-06-23
Filing date: 1979-06-23
Publication date: 1981-01-15
Also published as: DE2925441C2

Description

Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zur Vergasung von Kohle in einer
Wirbelschicht Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vergasung von Kohle in einer Wirbelschicht, der gebrochene Kohle zugeführt wird und bei dem aus dem Produktgas Flugstaub abgetrennt und zusammen mit abgesiebter Feinkohle und einem Anteil eines Vergasungsmittels in die Wirbelschicht eingeblasen wird.
Bei einem bekannten Verfahren sind für das Einblasen ein oder mehrere Staubbrenner mit nachgeschalteten Reaktionsräumen vorgesehen. Dabei besteht eine Schwierigkeit darin, daß die Staubvergaser bzw. Staubbrenner möglichst immer mit Vollast gefahren werden müssen, um Verschlackungen der Reaktionsräume zu vermeiden. Das Angebot an Flugstaub und dessen Kohlenstoffgehalt können jedoch erheblich schwanken, je nachdem wie die Wirbelschicht betrieben wird und welche Kohle Verwendung findet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art gemaß der Erfindung dadurch gelöst, daß diese Feinkohle dosiert und in Abhängigkeit von der Menge des Flugstaubes in die Wirbelschicht eingeblasen wird.
Bei einem solchen Verfahren kann der Staubvergaser bzw. der Staubbrenner stets mit Vollast gefahren werden, da ein geringes Angebot an Flugstaub durch ein erhöhtes Angebot an Feinkohle ausgeglichen werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargesteilt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung stellt schematisch eine Anlage zur Vergasung von Kohle dar.
In dem unteren Teil eines Vergasungsreaktors wird eine Wirbelschicht 1 aufrecht erhalten. Das als Wirbelmedium dienende Vergasungsmittel wird durch zwei Ringleitungen 2 mit Düsen eingeblasen.
Die für die Vergasung vorgesehene Kohle wird in einem Kohlebrecher 3 zerkleinert. Unterhalb des Kohlebrechers 3 ist eine Siebmaschine 4 vorgesehen.
Der Austrag des Siebrückstandes der Siebmaschine 4 ist mit einer Druckschleuse 5 verbunden. Die Druckschleuse 5 entleert in eine Förderschnecke 6, durch die die Kohle der Wirbelschicht 1 zugeführt wird.
Unterhalb der Wirbelschicht 1 ist ein Festbett 7 vorgesehen, das auf einem Drehrost 8 ruht. In den Drehrost 8 münden Zuführungsleitungen für ein aus Sauerstoff und Wasserdampf bestehendes Vergasungsmittel. Das Festbett 7 weist einen geringeren Querschnitt als das Wirbelbett 1 auf und dient der Nachvergasung der Kohle. Unterhalb des Drehrostes 8 ist eine Austrag schleuse 9 für die Asche vorgesehen.
In seinem Mittelteil weist der Vergasungsreaktor einen Beruhigungsraum 10 auf, der gegenüber der Wirbelschicht 1 im Querschnitt vergrößert ist. An den Beruhigungsraum 10 schließt sich der Vergaseroberteil 11 an, dessen Querschnitt wieder geringer ist als der des Beruhigungsraumes 10. Innerhalb des Vergaseroberteils 11 ist ein Wärmetauscher 12 in Form von Strahlungsheizflächen vorgesehen. Diese dienen dazu, das in dem Vergasungsreaktor aufsteigende Produktgas abzukühlen.
Um dem Innenraum des Vergasungsreaktors nicht zuviel Strahlungswärme zu entziehen, ist unterhalb des Wärmetauschers 12 ein Strahlungsschutz 13 vorgesehen. Dieser Strahlungsschutz 13 hat die Form eines von der Innenwand des Vergaseroberteils 11 ausgehenden Kranzes, dessen Breite etwa der Breite des Wärmetauschers 12 entspricht.
Das Produktgas wird durch eine Gasleitung 14 aus dem Vergaseroberteil 11 abgeführt. In der Gasleitung 14 ist ein Abscheider 15 angeordnet, in dem der in dem Produktgas enthaltene Flugstaub abgeschieden wird.
Unterhalb des Abscheiders 15 ist eine Zellradschleuse 16 angeordnet. Die Zellradschleuse 16 zieht den abgeschiedenen Flugstaub aus dem Abscheider 15 ab und leitet ihn an eine Druckschleuse 14 für Flugstaub weiter. Die Druckschleuse 17 für Flugstaub entleert in einen Zwischenbunker 18, der mit einer Füllstandsmessung versehen ist.
Über ein Dosierorgan 19 wird der Flugstaub einem oder mehreren Staubvergasern 20 bzw. Staubbrennern zugeführt. Als Fördermedium für den Flugstaub dient Wasserdampf. In Förderrichtung ist dem Staubvergaser 20 ein Reaktionsraum 21 nachgeschaltet. Der Staub vergaser 20 und der Reaktionsraum 21 befinden sich außerhalb des Vergasungsreaktors, wobei deren Achse unter einem Winkel zur Vertikalen geneigt ist. Die nach unten weisende Austrittsöffnung des Reaktionsraumes 21 mündet in die Wirbelschicht 1 ein. Die in dem Reaktionsraum 21 erzeugten Vergasungsprodukte treten somit in die Wirbelschicht 1 ein.
Die entstehende Schlacke fließt in die Wirbelschicht ab.
Am Austrag des Siebdurchganges der Siebmaschine 4 ist ein Verteiler 22 vorgesehen. Je nach der Stellung des Verteilers 22 wird die abgesiebte Feinkohle über eine Zweigleitung 23 zusammen mit dem groben Anteil der Kohle der Druckschleuse 5 oder einem Becherwerk 24 zugeführt. Das Becherwerk 24 fördert die Feinkohle an eine Druckschleuse 25 weiter, die mit einem Zwischenbunker 26 für Feinkohle verbunden ist. Der Zwischenbunker 26 ist mit einer Füllstandsmessung ausgerüstet. Über ein Dosierorgan 27 wird die Feinkohle dem Staubvergaser 20 zugeführt. Die Zufuhr der Feinkohle erfolgt in Abhängigkeit von der Menge und dem Kohlenstoffgehalt des Flugstaubes.
In den Staubvergaser 20 münden zwei getrennte Leitungen 28 und 29 für Sauerstoff und Wasserdampf ein. In den Reaktionsraum 21 ist ein Thermoelement 30 angeordnet, das die Temperatur kontrolliert. Das Thermoelement 30 ist über nicht dargestellte Steuerleitungen mit den Dosierorganen 19 und 27 für Flugstaub und Feinkohle sowie mit dem Verteiler 22 am Ausgang der Siebmaschine 4 verbunden. Auf diese Weise läßt sich zur Einhaltung einer konstanten Vergasungstemperatur bei schwankenden Kohlenstoffgehalten im Flugstaub das Mengenverhältnis von Flugstaub und Feinkohle verändern. Da man bestrebt ist, den gesamten anfallenden Flugstaub zu verarbeiten, sind weitere, ebenfalls aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte, Steuerleitungen vorgesehen, durch die das Thermoelement 30 mit den Leitungen 28 und 29 für Sauerstoff und Wasserdampf verbunden ist. Diese Steuerung ist der erstgenannten Steuerung überlagert. Durch sie wird erreicht, daß bei steigender Temperatur die Menge an Wasserdampf und bei fallender Temperatur die Sauerstoffmenge des Vergasungsmittels erhöht wird.
Leerseite

Claims

PATENTANSPROCHE 1. Verfahren zum Vergasen von Kohle in einer Wirbelschicht, der gebrochene Kohle zugeführt wird und bei dem aus dem Produktgas Flugstaub abgetrennt und zusammen mit abgesiebter Feinkohle und einem Anteil eines Vergasungsmittels in die Wirbelschicht eingeblasen wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Feinkohle dosiert und in Abhängigkeit von der Menge des Flugstaubes in die Wirbelschicht eingeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch 9 e k e n n z e i c h n e t, daß der Flugstaub nach seiner Abscheidung zwischengelagert wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine Teilmenge der Feinkohle zusammen mit der gebrochenen Kohle der Wirbelschicht zugeführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Vergasung unter Druck durchgeführt wird und daß der Flugstaub mit der Feinkohle unter Druck eingeblasen wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Produktgas oberhalb der Wirbelschicht gekühit wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Kohle unterhalb des Wirbelbettes in einem Festbett nachvergast wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Flugstaub und die Feinkohle in einem Reaktionsraum außerhalb der Wirbelschicht vergast werden und daß die Vergasungsprodukte in die Wirbelschicht eingeblasen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Mengenverhältnis von Flugstaub und Feinkohle in Abhängigkeit von der Temperatur im Reaktionsraum geregelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Reaktionsraum Sauerstoff und Wasserdampf getrennt eingeführt werden und daß das gegenseitige Mengenverhältnis von Sauerstoff und Wasserdampf in Abhängigkeit von der Temperatur im Reaktionsraum geregelt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Vergasungsreaktor in Höhe der Wirbelschicht (1) ein Staubvergaser (20) einmündet, der mit einem außerhalb des Vergasungsreaktors angeordneten Abscheider (15) für Flugstaub verbunden und mit einer Zuführung für Feinkohle versehen ist und daß vor der Einmündung in den Staubvergaser (20) je ein Dosierorgan (19, 27) für Flugstaub und Feinkohle vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß oberhalb des Dosierorganes (19, 27) ein Zwischenbunker (18, 26), mit Füllstandsmessung vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Achse des Staubvergasers (20) unter einem Winkel zur Vertikalen angeordnet ist, wobei seine Austrittsöffnung nach unten weist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß unterhalb der Wirbelschicht (1) ein Festbett (7) vorgesehen ist, dessen Querschnitt geringer ist als der des Wirbelbettes (1).
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 13, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß in dem Vergaseroberteil (11) ein Wärmetauscher (12) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Vergaseroberteil (11) unterhalb des Wärmetauschers (12)ein Strahlungsschutz (13) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Kohlebrecher (3) mit einer nachgeschalteten Siebmaschine (4) vorgesehen ist und daß der Austrag des Siebrückstandes mit einem Kohlezuteiler (6) und der Austrag des Siebdurchganges mit dem Staubvergaser (20) verbunden ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e 1 c h n e t, daß am Austrag des Siebdurchganges ein Verteiler (22) vorgesehen ist, dessen einer Ausgang mit dem Kohlezuteiler (6) und dessen anderer Ausgang mit dem Staubvergaser (20) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 17, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß in dem Reaktionsraum (21) des Staubvergasers (20) ein Thermoelement (30) vorgesehen ist,das über Steuerleitungen mit dem Dosierorgan (19) für den Flugstaub, dem Dosierorgan (27) für die Feinkohle und dem Verteiler (22) am Ausgang der Siebmaschine (4) verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Staubvergaser (20) getrennte Zuführungen (28, 29) für Sauerstoff und Wasserdampf münden und daß das gegenseitige Mengenverhältnis in Abhängigkeit von der Temperatur im Reaktionsraum (21) des Staubvergasers (20) steuerbar ist.