DE880380C

DE880380C - Verfahren zur Vergasung staubfoermiger oder feinkoerniger Brennstoffe in der Schwebe

Info

Publication number: DE880380C
Application number: DEK4354D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Totzek
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1942-03-31
Filing date: 1942-03-31
Publication date: 1953-06-22

Description

Verfahren zur Vergasung staubförmiger oder feinkörniger Brennstoffe in der Schwebe Es ist wiederholt vorgeschlagen «-orden, staubförmige oder feinkörnige Brennstoffe in der Schwebe mittels eines hocherhitzten Gemisches von Wasserdampf und Wassergas zu vergasen. Das in dem heißen Dampf-Gas-Gemisch enthaltene Wassergas dient hierbei als Wärmeträger, welcher die für die Wassergasbildung erforderliche Wärme in den. Gaser7euaer einführt.
Dieses bekannte Vergasungsverfahren, vielfach auch als Spülgasvergasung bezeichnet, hat sich in der Praxis aber bisher nicht einführen lassen. Der Grund dafür liegt im wesentlichen in der geringen Leistungsfähigkeit der nach dem Verfahren arbeitenden Anlagen im Verhältnis zu den Betriebs-und Anlagekosten sowie darin, daß der Brennstaub praktisch nur in unzureichendemAusmaß umgesetzt werden kann. Der anfallende Vergasungsrückstand enthält noch zu viel Brennbares.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren besteht darin, den Brennstaub vor der Umsetzung mit dem heißen Dampf-Gas-Gemisch teilweise mit einer beschränkten Menge Sauerstoff derart zur Reaktion zu bringen, daß der dabei nicht vergaste Brennstaubanteil durch die frei -erdende Reaktionswärme auf eine für die Wassergasbildung ausreichend hohe Temperatur erhitzt wird, worauf der Brennstaub ohne Abkühlung mit dem beißen Spülgas zum Zwecke der Wassergasbildung in Berührung gebracht wird.
Bei der Entwicklung des Verfahrens ging der Erfinder von der Überlegung aus, daß die Erwärmung des Brennstaubes durch heiße Gase nur sehr langsam vor sich geht, weil auch bei relativ geringen Gasgeschwindigkeiten der Brennstaub wegen seiner geringen Korngröße vom Gasstrommitgeführt wird und deshalb eine den Wärmeaustausch begünstigende Relativbewegung zwischen dem Gas und dem einzelnen Brennstaubkorn praktisch nicht stattfindet.DieWassergasreaktion ist aber nur dann möglich, wenn sowohl der gasförmige wie der feste Reaktionsteilnehmer sich auf der erforderlichen Reaktionstemperatur befindet. Trifft das nicht zu, wie es bei den bekannten Staubvergasungsverfahren der Fall ist, dann wird das Brennstaubkorn nur in einer relativ dünnen Randzone zur Vergasung ausgenutzt, während der Kern die Temperatur der Wassergasreaktion nicht erreicht -und infolgedessen an der Vergasung überhaupt nicht teilnimmt.
Indem nun der Brennstaub vor dem Inberührungbringen mit dem heißen Spülgas teilweise mit Sauerstoff umgesetzt wird, vorzugsweise derart, daß der Brennstaub mit einem auf normaler oder mäßig erhöhter Temperatur befindlichen Strom von Sauerstoff oder Luft eingeblasen oder zusammen mit ihm in sonst geeigneterWeise in denReaktionsraum eingebracht wird, gelingt es, den gesamten Brennstaub hoch zu erhitzen. In diesem für die Wassergasbildung günstigen Zustand trifft der Brennstaub auf den Wasserdampf, mit dem er sich energisch umsetzt, wobei der Wärmeverbrauch der endothermen Wassergasreaktion durch das als Wärmeträger dienende Wassergas gedeckt wird.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt eine praktisch vollständige Vergasung des im Brennstaub enthaltenen Verbrennlichen und sichert ferner eine hohe Leistung der Vergasungsanlage.
Soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein an inerten Anteilen, namentlich an Stickstoff armes Nutzgas (Wassergas) erzeugt werden, so benutzt man zur Vorerhitzung des Brennstaubes bei der geschilderten partiellen Verbrennung ein Gas, das ganz oder nahezu ganz aus Sauerstoff besteht.
Es ist zwar an sich bekannt, Brennstaub mit reinem Sauerstoff zu vergasen. Diesen bekannten Verfahren gegenüber besitzt der Erfindungsgegenstand aber den Vorteil, daß nur ein Bruchteil (etwa 1o bis 20%) des Wärmebedarfs der Wassergasbildung, nämlich nur die zur Aufheizung des Brennstaubes auf die Reaktionstemperatur erforderliche Wärme, durch Umsetzen von Kohlenstoff mit Sauerstoff gedeckt zu werden braucht, während der Wärmebedarf im übrigen aus dem heißen Spülgas gedeckt wird. Dies hat zur Folge, daß der Verbrauch an vergleichsweise teuerem Sauerstoffgas beim Erfindungsgegenstand erheblich verringert und durch die billigere Wärme aus dem heißen Spülgas ersetzt wird. Das Spülgas mag 'hierzu beispielsweise in turmförmigen Gasbitzern nach Art der Hochofenwinderhitzer System Cowper vorgewärmt werden.
Wird auf einen geringen Gehalt des :@ utzgases an inerten Bestandteilen weniger Wert gelegt, was z. B. dann der Fall sein kann, wenn das erzeugte Nutzgas lediglich zur Beheizung durch Verbrennung mit Luft ausgenutzt werden soll, ist es mög- lich, den Brennstaub durch partielle Verbrennung mit Luft, vorteilhaft vorgewärmter Luft, zu erhitzen, bevor er mit dem heißen Spülgas in Berührung kommt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Ausführungsform mit partieller Verbrennung des Brennstaubes mit reinem Sauerstoff od. dgl. geeignet zur Erzeugung eines im wesentlichen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehenden Gases, das als Ausgangsstoff für die Synthese von Kohlenwasserstoffen an geeignetenKatalysatoren bestimmt ist.
Die Temperatur, auf die der Brennstaub vor dem Inberührungbringen mit dem Spülgas zu erhitzen ist, hängt im wesentlichen von der Reaktionsfähigkeit des Brennstoffes ab. Diese mag z. B. bei gewissen Braunkohlen eine Vorerhitzung auf etwa 80o' als ausreichend erscheinen lassen, während Steinkohlen vorteilhaft z. B.. auf 1,20o bis 130o° vorzuerhitzen sind. Vorteilhaft wird die Vorheizungstemperatur über die Entgasungs- oder die Entteerungstemperatur gelegt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Vergasung staubförmiger oder feinkörniger Brennstoffe in der Schwebe durch Umsetzen mit Sauerstoff (Luft) und endotherm reagierenden Vergasungsmitteln, wie Wasserdampf, bei dem der Wärmebedarf der Wassergasbildung im Reaktionsraum aus der fühlbaren Wärme eines hocherhitzten Gemisches aus Wasserdampf und Wassergas (Spülgas) gedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstaub, ehe er mit dem heißen Gas-Dampf-Gemisch in Berührung kommt, mit einer beschränkten Menge Sauerstoff oder Luft derart umgesetzt wird, daß der dabei nicht vergaste Brennstaubanteil durch die bei der Umsetzung mit Sauerstoff bzw. Luft entstehende Wärme auf eine für die Wassergasbildung ausreichend hohe Temperatur erhitzt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 686 761, 713 6i6.