DE102007006984B4 - Process and apparatus for the conversion of raw gases in the flow stream gasification - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Konvertierung von Rohgasen der Flugstromvergasung von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen
unter Druck, wobei die aus einem Flugstromvergaser abgezogenen heißen Rohgase
in einer nach unten gerichteten Strömung in einen Quenchraum eingedüst werden,
dessen Oberteil als Gasraum und dessen Unterteil als Wasserbad ausgebildet
ist, wobei die untere Begrenzung des Gasraumes durch die Wasseroberfläche des Wasserbades
gebildet wird, wobei Quenchwasser eingedüst wird und die Rohgase abgekühlt werden
und wobei die Rohgase oberhalb des Wasserbades aus dem Gasraum abgezogen
werden, dadurch gekennzeichnet,
– dass Wasser nur in den Gasraum
eingedüst
wird, der die nach unten gerichtete Strömung der aus dem Flugstromvergaser
abgezogenen heißen
Rohgase umschließt,
so dass die oberhalb der Wasseroberfläche nach oben umgelenkten Rohgase
befeuchtet und gekühlt
werden, bevor sie sich in die nach unten gerichtete Strömung einmischen,
– dass die
mit den Rohgasen mitgeführten
Nebenbestandteile mittels dieser Rohgase während der Abkühlung in
der zentralen Zone der Abwärtsströmung und
während
der...Process for the conversion of raw gases of the entrained flow gasification of carbonaceous feedstocks under pressure, wherein the withdrawn from a Flugstromvergaser hot raw gases are injected in a downward flow in a Quenchraum whose upper part is formed as a gas space and the lower part of a water bath, the lower limit of Gas space is formed by the water surface of the water bath, wherein quench water is injected and the raw gases are cooled and the raw gases are withdrawn above the water bath from the gas space, characterized
- That water is only injected into the gas space, which surrounds the downward flow of the withdrawn from the entrained flow gasifier hot raw gases, so that the above the water surface upwardly deflected raw gases are humidified and cooled before they interfere in the downward flow .
- That the entrained with the raw gases minor components by means of these raw gases during cooling in the central zone of the downward flow and during the ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konvertierung von Rohgasen bei der Flugstromvergasung.The The invention relates to a method and a device for conversion of raw gases at the entrainment gasification.
Die bei der Flugstromvergasung erzeugten, heißen Rohgase müssen vor deren weiteren Verwendung gekühlt werden. Im Falle der Vergasung von aschehaltigen Brennstoffen erschweren die mit den ca. 1400 bis 1600°C heißen Rohgasen mitgeführten Nebenbestandteile den Kühlprozess. Als Nebenbestandteile werden die schmelzflüssigen und kondensierbaren Bestandteile und gegebenenfalls nicht umgesetzter Restkohlenstoff verstanden. Die Nebenbestandteile führen bei der indirekten Kühlung zu Verlegungen von Wärmetauschern und zur Korrosion. Die Kühlung erfolgt daher im einfachsten Fall durch unmittelbare Quenchung der heißen Rohgase mit Wasser. Bei Flugstromvergasern nach dem GSP-Verfahren (Higman, Chris; Gasification, Elsevier Science, 2003) ist unmittelbar unter dem Vergaser der Quenchraum angeordnet, in dem in die heißen Rohgase Wasser eingedüst und schlagartig bis zum Wasserdampftaupunkt abgekühlt werden. Die Quenchkühlung hat den Nachteil, dass kein Mittel- oder Hochdruckdampf erzeugt wird, der in der Dampfturbine energetisch genutzt werden kann. Sie ist jedoch wesentlich kostengünstiger und störungsunanfälliger im Betrieb. Vorteile ergeben sich, wenn die weitere Nutzung des Rohgases eine Erhöhung des Wasserdampfanteils im Gas erforderlich macht, wie z. B. für die Konvertierung des Kohlenmonoxides CO mit Wasserdampf H2O zu Kohlendioxid CO2 und Wasserstoff H2 nach der Gleichung CO + H2O = CO2 + H2. Die Quenchkühlung bis zum Wasserdampftaupunkt sorgt dann für die Bereitstellung des zur Konvertierungsreaktion erforderlichen Wasserdampfes. Nachteilig ist hier, dass die gequenchten Rohgase wieder aufgeheizt werden müssen.The hot raw gases produced in the stream gasification must be cooled before their further use. In the case of the gasification of ash-containing fuels, the secondary components entrained with the raw gases containing about 1400 to 1600 ° C. make the cooling process more difficult. As minor constituents, the molten and condensable constituents and optionally unreacted residual carbon are understood. The secondary components in the indirect cooling lead to the laying of heat exchangers and to corrosion. The cooling is therefore carried out in the simplest case by direct quenching of the hot raw gases with water. For entrained flow gasifiers according to the GSP method (Higman, Chris; Gasification, Elsevier Science, 2003), the quench space is arranged directly below the gasifier, in which water is injected into the hot raw gases and cooled abruptly to the steam dew point. The quench cooling has the disadvantage that no medium or high pressure steam is generated, which can be energetically used in the steam turbine. However, it is much cheaper and störungsunanfälliger in operation. Benefits arise when the further use of the raw gas requires an increase in the water vapor content in the gas, such. B. for the conversion of carbon monoxide CO with water vapor H 2 O to carbon dioxide CO 2 and hydrogen H 2 according to the equation CO + H 2 O = CO 2 + H 2 . The quench cooling to Wasserdampftaupunkt then provides for the provision of the water vapor required for the conversion reaction. The disadvantage here is that the quenched raw gases must be reheated.
Für die Flugstromvergasung nach dem GSP-Verfahren ist darüber hinaus ein Vorschlag für einen so genannten Partialquench bekannt. In die in den Quenchraum eintretenden ca. 1400°C heißen Rohgase soll nur soviel Wasser eingedüst werden, dass die gequenchten Rohgase mit einer Gasaustrittstemperatur von ca. 800°C den Quenchraum verlassen. Dabei soll eine teilweise chemische Umsetzung von CO mit Wasserdampf nach der oben beschriebenen Konvertierungsreaktion erfolgen. Da die direkte Quenchung der heißen Rohgase überwiegend in deren Kernstrom mit schlagartiger Temperaturabsenkung erfolgen soll, wird die chemische Konvertierung innerhalb kürzester Zeit zum Erliegen kommen, so dass der chemische Umsatz gering bleiben wird. Dieser Lösungsvorschlag ist zudem sehr nachteilig, da sich im Quenchraum Zirkulationsströmungen hoher Temperaturen > 800°C einstellen, die zu einer unerwünschten Belegung der den Quenchraum umfassenden Wände mit kondensierenden Bestandteilen und erstarrenden Schlacketröpfchen führen. Die Belegungen können sich in die nachgeschalteten Einrichtungen zur Rohgaskühlung und -aufbereitung fortsetzen und zu starken Betriebsstörungen führen.For the flow stream gasification after the GSP procedure is about it addition, a proposal for a so-called partial quench known. In the entering into the Quenchraum about 1400 ° C hot raw gases should only injected as much water be that the quenched raw gases with a gas outlet temperature from about 800 ° C leave the quench room. This is a partial chemical reaction of CO with water vapor after the above-described conversion reaction respectively. Since the direct quenching of the hot raw gases predominantly take place in the core stream with abrupt temperature reduction should, the chemical conversion within the shortest possible time Time to come to a halt, so that the chemical turnover remain low becomes. This solution proposal is also very disadvantageous, since circulation flows of high temperatures> 800 ° C occur in the quenching chamber, the to an undesirable occupancy the walls that surround the quench room with condensing constituents and solidifying slag droplets. The Occupations can into the downstream facilities for raw gas cooling and continue treatment and lead to severe malfunctions.
Es
gibt weitere Lösungsvorschläge zur Verbindung
der Prozessstufen der Quenchung und der Konvertierung zur so genannten
Quenchkonvertierung, bei der die Konvertierungsreaktion nichtkatalytisch
während
der Kühlung
der Rohgase in einem Schritt durchgeführt wird. Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry (2003), Vol.15, S.387 beschreibt an einem Beispiel die
Abkühlung
eines Rohgases der Asphaltvergasung von 1570°C unter Zuführung von Wasser, bei dem sich
das Konvertierungsgleichgewicht bei 1250°C einstellt. Gemäß Patentschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der Quenchkonvertierung für die Flugstromvergasung so zu verbessern, dass in dem dem Flugstromvergaser nachgeschalteten Quenchraum die Konvertierung mit geringstem apparativen Aufwand erreicht werden kann.task The invention is the quench conversion process for entrainment gasification to improve so that in the downstream of the air flow gasifier Quenchraum the conversion with the least amount of equipment can be achieved.
Die Aufgabe der Erfindung wird für Flugstromvergaser, deren Rohgase in einer nach unten gerichteten Strömung in einen Quenchraum eingebracht werden, dessen Oberteil als Gasraum und dessen Unterteil als Wasserbad ausgebildet ist, wobei die untere Begrenzung des Gasraumes durch die Wasseroberfläche des Wasserbades gebildet wird, wobei Quenchwasser in die nach unten gerichtete Strömung eingedüst wird und die Rohgase abgekühlt werden und wobei die Rohgase oberhalb des Wasserbades aus dem Gasraum abgezogen werden, dadurch gelöst,
- – dass Wasser nur in den Gasraum eingedüst wird, der die nach unten gerichtete Strömung der aus dem Flugstromvergaser abgezogenen heißen Rohgase umschließt, so dass die oberhalb der Wasseroberfläche nach oben umgelenkten Rohgase befeuchtet und gekühlt werden, bevor sie sich in die nach unten gerichtete Strömung einmischen,
- – dass die mit den Rohgasen mitgeführten Nebenbestandteile mittels dieser Rohgase während der Abkühlung in der zentralen Zone der Abwärtsströmung und während der Befeuchtung und Kühlung in der ringförmigen Zone der Aufwärtsströmung bei gleichzeitiger Anreicherung der im Gasraum in der Schwebe gehaltenen festen und kondensierbaren Nebenbestandteile mit den Rohgasen katalytisch aktiviert werden,
- – und dass die Umfassungswände des Quenchraumes, mindestens jedoch die Umfassungswände des Gasraumes so gekühlt werden, dass die Temperatur an der inneren Oberfläche 1 bis 50 K unterhalb der Taupunkttemperatur des Gasraumes liegt.
- - That water is only injected into the gas space, which surrounds the downward flow of the withdrawn from the entrained flow gasifier hot raw gases, so that the above the water surface upwardly deflected raw gases are humidified and cooled before they interfere in the downward flow .
- - That the entrained with the raw gases minor components by means of these raw gases during cooling in the central zone of the downward flow and during humidification and cooling in the annular zone of the upward flow with simultaneous enrichment of the gas space suspended in the supernatant solid and condensable minor components with the raw gases to be activated,
- - And that the enclosure walls of the quench, but at least the surrounding walls of the gas space are cooled so that the temperature at the inner surface is 1 to 50 K below the dew point temperature of the gas space.
Erfindungsgemäß werden im Gasraum zwei Strömungszonen strömungstechnisch gestaltet, eine zentrale Zone der Abwärtsströmung der Rohgase und eine ringförmige Zone der Aufwärtsströmung der konvertierten Rohgase, die die zentrale Zone umgibt und bis zu den Umfassungswänden reicht und in die das Wasser eingedüst wird, mit dem die aufwärts strömenden Gase gekühlt und befeuchtet werden. In der zentralen Zone der Abwärtsströmung werden die Rohgase gleichgerichtet zum abkühlungsbedingten Dichtegradienten und in der Zone der Aufwärtsströmung entgegen dem abkühlungsbedingten Dichtegradienten geführt. Dadurch kommt es zu einer Stabilisierung der Abwärtsströmung unter Einmischung der befeuchteten und gekühlten Gase aus der Aufwärtsströmung. Die Abwärtsströmung wird nach der Erfindung im Vergleich zu der bisher bei der Voll- und Partialquenchung erfolgenden schockartigen Abkühlung durch Wassereindüsung in die heißen Rohgase mit einem deutlich geringeren Temperaturgradienten gekühlt (verzögerte Kühlung).According to the invention in the gas space two flow zones aerodynamically designed, a central zone of the downward flow of the raw gases and an annular zone the upward flow of the converted Raw gases surrounding the central zone and reaching to the surrounding walls and into which the water was injected with which the upward flowing gases chilled and moistened. In the central zone of the downward flow will be the raw gases rectified to the cooling-related density gradient and in the zone of upward flow the cooling-related Density gradients led. This leads to a stabilization of the downward flow with interference of the moistened and cooled Gases from the upward flow. The Downstream is according to the invention in comparison to the previously in the full and partial quenching subsequent shock-like cooling by water injection in the hot Crude gases cooled with a significantly lower temperature gradient (delayed cooling).
Die Geschwindigkeit der Konvertierungsreaktion ist unter diesen Bedingungen in der zentralen Zone der Abwärtsströmung über deren gesamte vertikale Ausdehnung sehr hoch, da hohe und in Strömungsrichtung stetig abnehmende Temperaturen mit in Strömungsrichtung zunehmenden Wasserdampfgehalten kombiniert werden. Die in Strömungsrichtung zunehmenden Wasserdampfgehalte in der Abwärtsströmung werden dadurch eingestellt, dass die abgekühlten und befeuchteten Gase der Aufwärtsströmung in die Abwärtsströmung eingemischt werden. Somit wird die Konvertierungsreaktion in der zentralen Zone der Abwärtsströmung bis zur Umlenkung an der Oberfläche des Wasserbades weitgehend abgeschlossen. Die konvertierten Rohgase werden während der Umlenkung und danach in der ringförmigen Zone der Aufwärtsströmung unter gleichzeitiger starker Abkühlung mit Wasserdampf beladen. Die Erhöhung der Wasserdampfkonzentration erfolgt durch Wasserverdampfung an der Wasseroberfläche des Wasserbades und durch Eindüsung von Wasser in die Aufwärtsströmung.The Speed of the conversion reaction is under these conditions in the central zone of the downward flow over their total vertical extent very high, as high and in the flow direction steadily decreasing temperatures with water vapor levels increasing in the direction of flow be combined. The in the flow direction increasing water vapor levels in the downflow are adjusted thereby that the cooled and humidified gases of upflow in mixed in the downflow become. Thus, the conversion reaction becomes in the central zone the downward flow up for deflection at the surface the water bath largely completed. The converted raw gases are while the deflection and then in the annular zone of the upward flow with simultaneous strong cooling loaded with water vapor. The increase the water vapor concentration is effected by evaporation of water the water surface of the water bath and by injection from water to the upward flow.
Weiterer zentraler Teil der Erfindung ist die katalytische Aktivierung der mit den Rohgasen mitgeführten Nebenbestandteile mittels dieser Rohgase während der Abkühlung in der zentralen Zone der Abwärtsströmung und während der Befeuchtung in der ringförmigen Zone der Aufwärtsströmung bei gleichzeitiger Anreicherung der im Gasraum in der Schwebe gehaltenen, aktivierten Nebenbestandteile. Die katalytische Aktivierung dieser Nebenbestandteile ist n komplexer Prozess, der sich aus verschiedenen Einzelprozessen zusammensetzt, die sich gegenseitig ergänzen, wie die Oberflächenvergrößerung der katalytisch wirksamen Schlackebestandteile, die Reduktion der Metalloxide, die Bildung von porösen Kondensationspartikeln, die Erhaltung feinster Partikel aus nicht umgesetztem Restkohlenstoff sowie die Schaffung hoher Konzentrationen flüchtiger Salze in der Gasphase. Im Folgenden können diese Einzelprozesse nur andeutungsweise wiedergegeben werden.Another central part of the invention is the catalytic activation of the associated with the raw gases minor components by means of these raw gases during cooling in the central zone of the downward flow and during humidification in the annular zone of upward flow with simultaneous enrichment held in the gas space in suspension, activated minor components. The catalytic activation of these secondary constituents is a complex process, which consists of various individual processes that complement each other, such as the surface enlargement of the catalytically active slag constituents, the reduction of metal oxides, the formation of porous condensation particles, the preservation of finest particles of unreacted residual carbon and the creation of high concentrations of volatile salts in the gas phase. In the following, these individual processes can only be hinted at.
In der zentralen Zone der Abwärtsströmung erfolgt die katalytische Aktivierung durch die mehr oder weniger stetige Abkühlung in streng reduzierender Gasatmosphäre ohne nennenswerte Berührung mit Wasser. Im Unterschied zur Nasskühlung mit Quenchwasser wird die schmelzflüssige Schlacke stärker zerstäubt, bevor sie erstarrt, wodurch eine größere äußere Oberfläche geschaffen wird. Die Schlackeoberfläche wird zudem durch Kohlenmonoxid CO und Wasserstoff H2 der Rohgase stark reduziert. Sie weist einen niedrigen Oxidationsgrad auf, d. h. sie enthält im Vergleich zu nassgequenchten Partikeln, deren Oberfläche durch Kondensatwasser oxidiert ist (Oxidhaut), deutlich mehr katalytisch wirksame metallische, oxidische und sulfidische Verbindungen, wie z. B. Eisen/Eisenoxid (Wüstit)/Eisensulfid oder Schwermetalle/Schwermetallsulfide. Die Schlackepartikel kühlen langsamer ab als die sie umgebenden Rohgase. Hierdurch erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit der an der Partikeloberfläche katalysierten Konvertierungsreaktion zusätzlich.In the central zone of the downward flow, the catalytic activation takes place by the more or less continuous cooling in a strictly reducing gas atmosphere without appreciable contact with water. Unlike wet cooling with quench water, the molten slag is more strongly atomized before it solidifies, creating a larger outer surface. The slag surface is also greatly reduced by carbon monoxide CO and hydrogen H 2 of the raw gases. It has a low degree of oxidation, ie it contains in comparison to wet-quenched particles whose surface is oxidized by condensate water (oxide skin), significantly more catalytically active metallic, oxidic and sulfidic compounds such. As iron / iron oxide (Wustit) / iron sulfide or heavy metals / heavy metal sulfides. The slag particles cool more slowly than the surrounding raw gases. This additionally increases the reaction rate of the conversion reaction catalyzed on the particle surface.
In der ringförmigen Zone der Aufwärtsströmung erfolgt die katalytische Aktivierung durch Kondensation von Alkali- und Erdalkalisalzen unter Bildung feinstkörniger Kondensationskeime und poröser Kondensationspartikel. Diese katalytisch wirksamen Kondensationspartikel werden in die Abwärtsströmung eingemischt und dort besonders wirksam. Feinste Partikel aus nicht umgesetztem Restkohlenstoff, die zwischen den beiden Strömungszonen zirkulieren, katalysieren die Konvertierungsreaktion im gesamten Gasraum. Dies trifft in etwas abgewandelter Weise auch für die gasförmigen Alkaliverbindungen zu, die auf Grund der hohen Temperaturen in der Zone der Abwärtsströmung weitestgehend flüchtig sind und die Konvertierungsreaktion homogen katalysieren.In the annular Zone of upward flow takes place the catalytic activation by condensation of alkali and Alkaline earth salts with the formation of very fine condensation nuclei and porous Condensation particle. These catalytically effective condensation particles are mixed into the downflow and especially effective there. Finest particles from unreacted Residual carbon, which circulate between the two flow zones catalyze the conversion reaction in the entire gas space. This is true in something modified way also for the gaseous Alkaline compounds due to the high temperatures in the zone the downward flow as far as possible are fleeting and catalyze the conversion reaction homogeneously.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird so viel Wasser eingedüst, dass die den Gasraum verlassenden Rohgase Temperaturen von 300 bis 600°C oder von 600 bis 900°C aufweisen.To an advantageous embodiment of the method according to the invention is injected with so much water, that the raw gas leaving the gas space temperatures of 300 to 600 ° C or from 600 to 900 ° C exhibit.
Es sind zwei Temperaturbereiche zu unterscheiden, in denen das Verfahren vorzugsweise durchgeführt wird. Im unteren Temperaturbereich 300–600°C werden maximale Umsatzgrade der Konvertierungsreaktion (über 30%) unabhängig von der eingedüsten Wassermenge realisiert. Mit der Menge des eingedüsten Wassers wird allein die gewünschte Gasaustrittstemperatur geregelt. Im oberen Temperaturbereich 600–900°C werden submaximale, dafür aber variable Umsatzgrade der Konvertierungsreaktion (10–30% und darüber) eingestellt. Die Menge des eingedüsten Wassers wird entsprechend des gewünschten Umsatzgrades gewählt. Als Maß für den Umsatzgrad dient üblicherweise die online gemessene Gaszusammensetzung der den Gasraum verlassenden konvertierten Rohgase oder der aus der Stoff- und Energiebilanz indirekt ermittelte Wert für den Umsatzgrad. Dieser wird im einfachsten Fall aus den gemessenen Eduktströmen und der Gasaustrittstemperatur berechnet. Durch erhöhte Zuführung von Wasser werden die Gasaustrittstemperatur gesenkt und der Umsatzgrad erhöht und umgekehrt. Die Durchführung des Verfahrens im oberen Temperaturbereich erweist sich als besonders vorteilhaft. Die mit hoher Temperatur austretenden konvertierten Rohgase können einem Abhitzekessel zur Dampferzeugung zugeführt werden. Außerdem ist es möglich, mit Hilfe der eingedüsten Wassermenge den Umsatzgrad so einzustellen, dass sich ein gewünschter Gesamtkonvertierungsumsatz im Konvertierungsreaktor nach der Wasserwäsche einstellt, ohne dass der Konvertierungsreaktor mit einem Gas-Bypass umfahren oder zusätzlicher Wasserdampf zur Verfügung gestellt werden muss.It Two different temperature ranges are to be distinguished in which the procedure preferably performed becomes. In the lower temperature range 300-600 ° C maximum conversion levels the conversion reaction (about 30%) independently of the injected Water volume realized. With the amount of injected water is alone the desired gas outlet temperature regulated. In the upper temperature range 600-900 ° C submaximal, but variable Conversion rates of the conversion reaction (10-30% and above) are set. The amount of the injected Water is chosen according to the desired degree of conversion. When Measure of the degree of sales usually serves the gas composition measured online, leaving the gas space converted raw gases or from the material and energy balance indirectly determined value for the Degree of conversion. This is in the simplest case from the measured reactant streams and the gas outlet temperature calculated. By increased supply of water, the Gas outlet temperature lowered and the degree of conversion increased and vice versa. The execution of the process in the upper temperature range proves to be particularly advantageous. The high temperature exit converted raw gases can be fed to a waste heat boiler for steam generation. Besides that is it is possible with the help of the injected Amount of water to adjust the degree of conversion so that a desired Total conversion conversion in the conversion reactor after water washing, without that bypass the conversion reactor with a gas bypass or additional Water vapor available must be made.
Die Begrenzung der beiden Temperaturbereiche resultiert einerseits aus der katalytischen Wirkung der aktivierten Nebenbestandteile (untere Temperaturgrenze) und andererseits aus der Verschmutzungsneigung der Nebenbestandteile (obere Temperaturgrenze).The Limitation of the two temperature ranges results on the one hand the catalytic effect of activated minor components (lower Temperature limit) and on the other hand from the tendency to fouling minor components (upper temperature limit).
Im oberen Temperaturbereich erfolgt die katalytisch bedingte Annäherung der Gaszusammensetzung an das thermodynamische Gleichgewicht. Je nach den im Einzelfall vorliegenden stofflichen und betrieblichen Parametern sowie räumlichen Anordnungen sind unterschiedlich hohe Annäherungen an die Gleichgewichtszusammensetzung erreichbar. Die Annäherung wird üblicherweise in der Form der Temperaturapproache ΔTK in Kelvin nach der Gleichung ΔTK = TG1,aus – Taus quantifiziert. Dabei sind TG1,aus die thermodynamische Gleichgewichtstemperatur der Konvertierungsreaktion für die sich am Gasaustritt einstellende Gaszusammensetzung und Taus die reale Austrittstemperatur. Erfindungswesentlich ist, dass im Temperaturbereich 1400°C bis etwa 900°C die Temperaturapproache ΔTK nicht nennenswert von 0 K abweichen (ca. 0 bis + 50 K) und bei weiterer Abkühlung auf 600°C dann bis auf +100 bis +250 K ansteigen. Bei Gasaustrittstemperaturen unter 900°C wird die so genannte kinetische Reaktionsendtemperatur (700–850°C) erreicht, d. h. die Konvertierungsreaktion „friert ein". Die weitere Absenkung der Gasaustrittstemperaturen unter die kinetische Reaktionsendtemperatur durch Eindüsung von Wasser führt zu keiner weiteren Veränderung der Gaszusammensetzung infolge der Konvertierungsreaktion. Die Untergrenze der Abkühlung der Rohgase liegt bei ca. 300°C. Bei dieser unteren Temperaturgrenze ist die katalytische Aktivierung der Nebenbestandteile gerade noch gewährleistet. Die Obergrenze für die Abkühlung der Rohgase ist durch die kritische Temperatur der Verschmutzungsneigung der konvertierten Rohgase gegeben. Die Rohgase müssen mindestens so wert abgekühlt werden, dass es in den nachgeschalteten Anlagenkomponenten nicht zu Ablagerungen und Verschmutzungen kommt. Rohgase der Vergasung alkalihaltiger oder alkalireicher Braunkohle sollten auf Temperaturen von mindestens 800°C oder in besonders schwierigen Fällen auf mindestens 600°C, Rohgase der Vergasung von alkaliarmen und tonreichen Steinkohlen auf Temperaturen von mindestens 900°C abgekühlt werden.In the upper temperature range, the catalytic approximation of the gas composition to the thermodynamic equilibrium takes place. Depending on the physical and operational parameters and spatial arrangements present in the individual case, different approaches to the equilibrium composition can be achieved. The approximation is usually quantified in the form of the temperature approximation ΔT K in Kelvin according to the equation ΔT K = T G1, from - T out . T G1, from the thermodynamic equilibrium temperature of the conversion reaction for the gas composition which sets at the gas outlet, and T from the actual outlet temperature. Essential to the invention is that in the temperature range 1400 ° C to about 900 ° C, the temperature approximate ΔT K not significantly differ from 0 K (about 0 to + 50 K) and further cooling to 600 ° C then to +100 to +250 K increase. At gas outlet temperatures below 900 ° C., the so-called kinetic reaction end temperature (700-850 ° C.) is reached, ie the conversion reaction "freezes." The further lowering of the gas outlet temperatures below the final kinetic reaction temperature by injection of water does not lead to any further change in the gas composition The lower limit of the cooling of the raw gases is about 300 ° C. At this lower temperature limit, the catalytic activation of the minor constituents is just ensured.The upper limit for the cooling of the raw gases is given by the critical temperature of the fouling tendency of the converted raw gases. The raw gases must be cooled down at least to the extent that deposits and contamination do not occur in the downstream plant components In difficult cases to at least 600 ° C, raw gas from the gasification of low-alkali and high-clay coal can be cooled to temperatures of at least 900 ° C.
Das zur Erhöhung der Wasserdampfkonzentration und zur Abkühlung benötigte Wasser wird in einer oder mehreren Düsenebenen in die Aufwärtsströmung in der Nähe der Umfassungswände des Gasraumes und möglichst gleichmäßig verteilt über den Umfang eingedüst. Die Eindüsung erfolgt vorzugsweise mittels einer Düsenebene oberhalb der Wasseroberfläche des Wasserbades in die Mitte des Gasraumes oder nach oben gerichtet. Bei Vergasern großer Leistung werden weitere Düsenebenen über die Höhe des Gasraumes verteilt angeordnet. Für weiter oben angeordnete Düsenebenen ist die Richtung der Wasserverdüsung frei wählbar, bevorzugt wird jedoch die Eindüsung nach oben, wodurch die nach oben gerichtete Gasströmung unterstützt wird. Durch die am oberen Ende des Gasraumes vorgesehene Düsenebene wird das Wasser vorzugsweise nach unten gerichtet eingedüst.The to increase the water vapor concentration and water needed for cooling is in a or more nozzle planes in the upward flow in nearby the surrounding walls of the gas space and as possible evenly distributed over the Injected circumference. The injection Preferably, by means of a nozzle plane above the water surface of the Water bath in the middle of the gas space or directed upwards. At carburetors big Performance will be more nozzle levels over the Height of Gas space distributed. For further top nozzle levels is the direction of the water atomization freely selectable, however, the injection is preferred upwards, which supports the upward gas flow. By the nozzle plane provided at the upper end of the gas space is preferably after the water sprayed down.
Bei geringem Konvertierungsumsatz beträgt die mittlere Verweilzeit der Rohgase im Quenchraum etwa 2 s und bei hohem Konvertierungsumsatz etwa 10 s.at low conversion conversion is the mean residence time the raw gases in the quenching room about 2 s and at high conversion conversion about 10 s.
Wesentlich für die Erfindung ist schließlich, dass die Umfassungswände des Quenchraumes, mindestens jedoch die Umfassungswände des Gasraumes, gekühlt werden. Die Kühlung erfolgt derart, dass die Temperaturen an der inneren Oberfläche der Umfassungswände vorzugsweise auf Werte eingestellt werden, die 1 bis 50 K unterhalb der Taupunkttemperatur im Gasraum liegen, wodurch die Wände permanent feucht gehalten und dauerhafte Ablagerungen von Nebenbestandteilen vermieden werden. Aus energetischen Gründen bietet es sich an, hinter den Umfassungswänden Sattdampf mit einem Druck von 5 bis 10 bar (abs.) zu erzeugen. Die Effizienz des Verfahrens wird außerdem erhöht, wenn Heißwasser eingedüst wird, dessen Temperatur im Bereich von ± 50 K um den Siedepunkt bei Vergasungsdruck liegt. Durch Eindüsung derart vorgewärmten Wassers werden lokale Unterkühlungen vermieden, die zur Verringerung der Reaktionsgeschwindigkeit der Konvertierungsreaktion führen würden. Es ist auch denkbar, Wasser, das über die Siedetemperatur hinaus erhitzt wurde, einzudösen. Überhitztes Wasser vermischt sich bei der Druckzerstäubung durch Spontanverdampfung noch schneller mit den Rohgasen im Gasraum, wodurch sich der Reaktionsumsatz weiter erhöht.Essential for the Invention is finally that the surrounding walls of the quench space, but at least the perimeter walls of the Gas room, cooled become. The cooling takes place such that the temperatures on the inner surface of the containment preferably set to values that are 1 to 50 K below the dew point temperature are in the gas space, making the walls permanent kept moist and permanent deposits of minor components be avoided. For energetic reasons, it makes sense behind the enclosure walls To produce saturated steam at a pressure of 5 to 10 bar (abs.). The efficiency the procedure will also increased if hot water injected , its temperature in the range of ± 50 K around the boiling point at Gasification pressure is. By injection of such preheated water local hypothermia is avoided to reduce the reaction rate of the conversion reaction would lead. It is also conceivable water that over the boiling temperature was heated, einzudösen. Overheated water mixed at the pressure atomization by spontaneous evaporation even faster with the raw gases in the gas space, whereby the reaction conversion increases further.
Eine besondere Ausgestaltung des Verfahrens betrifft die Verringerung des Abstandes zwischen der Oberfläche des Wasserbades und der Eintrittsmündung der Rohgase im Gasraum auf einen solchen Wert, dass es zur Spontanverdampfung an der Oberfläche des Wasserbades kommt und auf die Wassereindüsung zur Nachkühlung gänzlich verzichtet werden kann. Die Rohgasaustrittstemperatur kann dann mittels des Höhenstandes des Wasserbades geregelt werden.A special embodiment of the method relates to the reduction the distance between the surface of the water bath and the inlet opening the raw gases in the gas space to such a value that it is for spontaneous evaporation on the surface the water bath comes and the water injection for aftercooling completely omitted can be. The Rohgasaustrittstemperatur can then by means of ride height the water bath are regulated.
Die konvertierten Rohgase werden vorzugsweise am unteren Ende des Gasraumes abgezogen. Sie werden vorteilhaft einem indirekten Wärmetauscher zugeführt, in dem Mitteldruckdampf erzeugt wird. Alternativ ist auch die anschließende Quenchung mit Wasser bis zum Taupunkt möglich.The converted raw gases are preferably at the lower end of the gas space deducted. They will be advantageous to an indirect heat exchanger supplied is generated in the medium pressure steam. Alternatively, the subsequent quenching with water until dew point possible.
Gemäß der Erfindung ist es erstmals möglich, die gewünschten Konvertierungsumsätze mit geringstem apparativen Aufwand im Quenchraum von Flugstromvergasern zu erreichen. Besonders hervorzuheben ist die Erhöhung des Kaltgaswirkungsgrades. Die Effizienz des Vergasungsverfahrens und des gesamten Anlagenverbundes von Synthesegas- oder Kraftwerksanlagen wird erhöht.According to the invention is it possible for the first time the desired conversion revenue with the least amount of equipment in the quench room of entrainment gasifiers to reach. Particularly noteworthy is the increase in the Cold gas efficiency. The efficiency of the gasification process and of the entire plant network of synthesis gas or power plants will be raised.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Konvertierung von Rohgasen bei der Flugstromvergasung gelöst, die eine einem Flugstromvergaser nachgeschaltete Quencheinrichtung mit einem Rohgaseintritt zur abwärts gerichteten Einströmung heißer Rohgase des Flugstromvergasers und einen Gasabgang für konvertierte Rohgase umfasst, wobei Umfassungswände einen Quenchraum umgeben, der aus einem die abwärtsgerichtete Einströmung der heißen Rohgase umschließenden Gasraum und einem Wasserbad besteht, wobei mindestens in einer Ebene des Gasraumes Düsen zur Einleitung von Quenchwasser in den Gasraum hineinreichen und die Düsen so ausgestaltet und ausgerichtet sind,
- – dass Quenchwasser nur in den Gasraum eingedüst wird, der die nach unten gerichtete Strömung der aus dem Flugstromvergaser abgezogenen heißen Rohgase umschließt, so dass die oberhalb der Wasseroberfläche nach oben umgelenkten Rohgase befeuchtet und gekühlt werden, bevor sie sich in die nach unten gerichtete Strömung einmischen,
- – dass die Umfassungswände des Quenchraumes, mindestens jedoch die Umfassungswände des Gasraumes so gekühlt werden, dass die Temperatur an der inneren Oberfläche 1 bis 50 K unterhalb der Taupunkttemperatur des Gasraumes liegt,
- – und dass der Quenchraum so bemessen ist, dass die mittlere Verweilzeit des Rohgases im Quenchraum 2 bis 10 s beträgt.
- - That quench water is injected only in the gas space, which is the downward flow encloses the raw hot gases withdrawn from the entrained-flow gasifier so that the raw gases deflected upward above the water surface are moistened and cooled before they interfere with the downward flow,
- That the surrounding walls of the quench space, but at least the surrounding walls of the gas space are cooled such that the temperature on the inner surface is 1 to 50 K below the dew point temperature of the gas space,
- - And that the quench space is dimensioned so that the mean residence time of the raw gas in the quenching chamber is 2 to 10 s.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im unteren Bereich der abwärtsgerichteten Einströmung der Rohgase ein, das Wasserbad überragender Gasabgang für konvertierte Rohgase angeordnet, der eine Umlenkhaube aufweist.To An advantageous embodiment of the invention is in the lower region the downside inflow the crude gases, the water bath superior Gas outlet for converted raw gases disposed having a Umlenkhaube.
Anhand
Die
in
Die Rohgase (
The raw gases (
- 11
- Rohgaseraw gases
- 22
- RohgaseintrittRaw gas inlet
- 33
- Quenchraumquench
- 44
- RohgaseintrittsmündungRohgaseintrittsmündung
- 55
- Gasraumheadspace
- 66
- Wasserbadwater bath
- 77
- Umfassungswändecontainment
- 88th
- Wasseroberflächewater surface
- 99
- Zentrale Zone der Abwärtsströmungheadquarters Zone of downward flow
- 1010
- Konvertierte Rohgaseconverted raw gases
- 1111
- Ringförmige Zone der AufwärtsströmungAnnular zone the upward flow
- 1212
- Wasserwater
- 1313
- Befeuchtete, konvertierte Rohgasehumidified converted raw gases
- 1414
- Düsenebenenozzle plane
- 1515
- Düsenebenenozzle plane
- 1616
- Düsenebenenozzle plane
- 1717
- Zerstäuberdüseatomizer
- 1818
- Wassermantelwater jacket
- 1919
- Sattdampfsaturated steam
- 2020
- Gasabganggas outlet
- 2121
- Umlenkhaubedeflection hood
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013219312A1 (en) | 2013-09-25 | 2015-03-26 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Method for partial conversion of raw gases of the entrainment gasification |
| DE102014219455A1 (en) | 2013-09-25 | 2015-03-26 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Method and device for partial conversion of raw gases of entrained flow gasification |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007042543A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Choren Industries Gmbh | Process and apparatus for treating laden hot gas |
| CN103146433B (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-03 | 上海锅炉厂有限公司 | Gasifier of entrained-flow bed with single nozzle |
| CN106753576B (en) * | 2017-02-20 | 2022-03-15 | 中聚信海洋工程装备有限公司 | Air distribution plate of circulating fluidized bed gasification furnace |
| CN111607438A (en) * | 2020-06-24 | 2020-09-01 | 中冶赛迪重庆信息技术有限公司 | Side inlet spray tower with equal flow structure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2961310A (en) * | 1957-01-22 | 1960-11-22 | Babcock & Wilcox Co | Comminuted solid fuel introduction into high pressure reaction zone |
| US4479809A (en) * | 1982-12-13 | 1984-10-30 | Texaco Inc. | Apparatus for gasifying coal including a slag trap |
| DE4109231C2 (en) * | 1991-03-21 | 1995-01-26 | Noell Dbi Energie Entsorgung | Process for the utilization of halogenated carbonaceous wastes |
| DE4318444C2 (en) * | 1993-06-03 | 1997-01-23 | Bfi Entsorgungstech | Process for high-temperature conversion |
| DE102006031816A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Siemens Fuel Gasification Technology Gmbh | Method and device for cooling hot gases and liquefied slag in entrained flow gasification |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3414247A (en) * | 1966-06-07 | 1968-12-03 | Chemical Construction Corp | Synthesis gas quencher |
| FR2530796A1 (en) * | 1982-07-21 | 1984-01-27 | Creusot Loire | THERMAL CONVERSION AND RECOVERY DEVICE |
| DD280975B3 (en) * | 1989-03-31 | 1993-03-04 | Noell Dbi Energie Entsorgung | METHOD AND DEVICE FOR COOLING AND CLEANING GASES LOADED WITH SLUDGE OR DUST |
| DD288614B3 (en) * | 1989-10-18 | 1993-03-25 | Noell Dbi Energie Entsorgung | REACTOR FOR FLOW CURING |
| ES2188974T3 (en) * | 1996-09-04 | 2003-07-01 | Ebara Corp | WASTE GASIFICATION PROCEDURE USING A ROTATE FUSION OVEN. |
| DE19714376C1 (en) * | 1997-04-08 | 1999-01-21 | Gutehoffnungshuette Man | Synthesis gas generator with combustion and quench chamber |
| DE102005048488C5 (en) * | 2005-10-07 | 2020-07-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for high power entrained flow gasifiers |
-
2007
- 2007-02-07 DE DE200710006984 patent/DE102007006984B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-02-07 WO PCT/EP2008/051503 patent/WO2008095981A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2961310A (en) * | 1957-01-22 | 1960-11-22 | Babcock & Wilcox Co | Comminuted solid fuel introduction into high pressure reaction zone |
| US4479809A (en) * | 1982-12-13 | 1984-10-30 | Texaco Inc. | Apparatus for gasifying coal including a slag trap |
| DE4109231C2 (en) * | 1991-03-21 | 1995-01-26 | Noell Dbi Energie Entsorgung | Process for the utilization of halogenated carbonaceous wastes |
| DE4318444C2 (en) * | 1993-06-03 | 1997-01-23 | Bfi Entsorgungstech | Process for high-temperature conversion |
| DE102006031816A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Siemens Fuel Gasification Technology Gmbh | Method and device for cooling hot gases and liquefied slag in entrained flow gasification |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (20 03), Vol. 15, S 387 |
| Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2003), Vol.15, S.387 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013219312A1 (en) | 2013-09-25 | 2015-03-26 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Method for partial conversion of raw gases of the entrainment gasification |
| DE102014219455A1 (en) | 2013-09-25 | 2015-03-26 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Method and device for partial conversion of raw gases of entrained flow gasification |
| DE102013219312B4 (en) | 2013-09-25 | 2018-07-12 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Method for partial conversion of raw gases of the entrainment gasification |
| DE102014219455B4 (en) | 2013-09-25 | 2019-08-14 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Method and device for partial conversion of raw gases of entrained flow gasification |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008095981A1 (en) | 2008-08-14 |
| DE102007006984A1 (en) | 2008-08-14 |
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