DE1020435B

DE1020435B - Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases von hohem Heizwert und eines methanarmen Synthesegases

Info

Publication number: DE1020435B
Application number: DEB28370A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ferdinand Markert; Dipl-Ing Erich Kittel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-11-13
Filing date: 1953-11-13
Publication date: 1957-12-05

Description

Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases von hohem Heizwert und eines methanarmen Synthesegases Es ist bekannt, in einem Abstichga.serzeuger mit Schwelaufsatz stückige Brennstoffe zu schwelen und anschließend zu vergasen, wobei von dem im Gaserzeugerunterteil erzeugten Gas ein Teilstrom zum Schwelen des Brennstoffs durch den Schwelaufsatz geleitet und ein weiterer Teilstrom aus dem Gaser7euger unterhalb des Schwelaufsatzes abgezogen. wurde.
Weiterhin ist es bekannt, dem im Schwelaufsatz zu schwelenden Brennstoff Wärme durch Anwendung eines sogeniannten Gaskreislaufes zuzuführen, indem im Abs t.ichgaserzeuger erhaltene heiße Brenngase in das Unterteil des Schwelaufsatzes geleitet und nach Wärmeabgabe aus dem Oberteil wieder abgeführt wurden. Diese Gase wurden sodann durch Zugabe von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gaisen und Verbrennung eines Teiles wieder aufgeheizt und im Kreislauf zurückgeführt, wobei von Zeit zu Zeit oder fortlaufend die Verbrennungsgase, durch Brenngase ersetzt wurden. Durch den Gaskreislauf wurde ein geringerer Methangehalt (0,211/o) im Endgas erhalten und außerdem der Zerfall des brikettierten Brennstoffs und die dadurch bedingte Herabsetzung der Gaserzeugerleistung vermieden. Bei diesem Verfahren wie auch bei dem eingangs erwähnten besteht die ,Möglichkeit, das Schwelgas, anstatt es zur Spaltung in das Unterteil des Gaserzeugers zu führen, je nach Bedarf ganz oder teilweise abzuführen und .als Brenngas mit hohem Heizwert zu verwenden.
Beide Verfahren haben den Nachteil, daß sie nur stückigen oder brikettierten Brennstoff verwenden können.
Es ist ferner bekannt, körnige Kohle im Abistichgas-erzeuger zu vergasen. Hierbei wird über dem festen Bett aus Koks ein Wirbelbett erzeugt, die Kohleteilchen werden, zum größten Teil aus dein Wirbelbett abgezogen und in einem kleinen Reaktionsraum, der als Wirbelkammer ausgebildet ist, vergast und die Vergasungserzeugnisse in das Gaserzeugerunterte,il eingeführt.
Bei diesem bekannten Verfahren kann zwar körnige Kohle bei hoher Leistung vergast werden, jedoch ist es nicht möglich, neben der Erzeugung von Synthesegas gleichzeitig ein Brenngas mit hohem Heizwert aus dem Gaserzeuger abzuziehen.
Es wurde nun gefunden, daß man im Abstichga.serzeuger körnige Kohle, z. B. handelsübliche Gasßamml;ohle oder getrocknete, körnige Braunkohle, so vergasen kann, daß man gleichzeitig ein sehr methanarmes Synthesegas (0,211/o) und ein Brenngas mit hohem Heizwert erhält. Hierbei geht man in an sich bekannter Weise von zwei verschiedenen Brennstoffen aus, nämlich einerseits solchen, wie z. B. Anthrazit oder Koks, die beim Erhitzen nur sehr wenig oder keine flüchtigen Bestandteile abgeben, und von körniger Kohle, z. B. handelsüblicher Gasflammkohle oder getrockneter, körniger Braunkohle. Hierbei wird ein Abstichgaserzeuger benutzt, bei dem in üblicher Weise stückiger Brennstoff, vorzugsweise Koks, im Gegenstrom zum erzeugten Gas allmählich von oben nach unten zum heißesten Teil des Gaserzeugers wandert. Gemäß der Erfindung führt man nun die gesamte körnige Kohle in den oberen: Teil des Gaserzeugers oberhalb der stückigen Brennstoffschicht oder in einem besonderen Aufsatz ein; so daß sie eine auf dem stückigen Brennstoff lagernde Schicht bildet, die durch einen Teilstrom des in der da!runterliege:nden ruhenden Brennstoffschicht erzeugten Gases in wirbelnde Bewegung versetzt wird; außerdem werden in dieses Wirbelbett unmittelbar exotherm reagierende Vergasungsmittel, gegebenenfalls zusammen mit endotherm reagierenden Vergasungsmitteln, eingeblasen, so, daß die körnige Kohle geschwelt und teilweise vergast wird. Die in der Wirbelschicht geschwelten bzw. entgasten Kohleteilchen werden durch: einen Überlauf aus der Wirbelschicht abgezogen, und zusammen mit exotherm und gegebenenfalls noch endotherm reagierenden Vergasungsmitteln in das Unterteil des Gaserzeugers eingeführt. Das in der Wirbelschicht erzeugte methanhaltige Gas mit hohem Heizwert und der Teil des in der ruhenden Brennstoffschicht hergestellten sehr methanarmen, für Synthesen geeigneten Gases, der nicht für die Wirbelschicht benötigt wird, werden gesondert durch je einen besonderen Gasausgang abgeführt.
Es ist nun aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, daß bei geringem Verbrauch von wertvollem stückigem Brennstoff möglichst viel der billigen körnigen Kohle geschwelt und vergast wird. Aus diesem Grund. gibt man vorteilhaft in das Unterteil des Gaserzeugers nur so viel Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase und gegebenenfalls noch cnd@>th.erm reagierende Vergasungsmittel, die als Trägergas für die einzuführenden geschwelten bzw. entgasten Kohleteilchen dienen, daß aus etwa noch vorhandenen flüchtigen Bestandteilen der kdrn:igen, mindestens zum Teil geschwelten Kohle nur Kohlenoxyd, Kohlendioxyd und Wasserstoff entstehen und so viel Kohlenstoff des Kokses und der körnigen Kohle vergast wird, daß die hierbei entstehende Wärme ausreicht, um die körnige Kohle und die Vergasungsmittel aufzuheizen, die etwa zugegebenen, endctherm reagierenden Vergasungsmittel umzusetzen, die, Schlacke zu schmelzen und die Wärmeverluste zu decken. Mit dem unten in der ruhenden Schicht des Gaserzeugers erzeugten Gas wird ein Teil der aus der Wirbelschicht abgeführten und unten wieder eingeführten entgasten körnigen Kohle durch. das Bett aus stückige@m Brennstoff hindurchgetragen und gelangt zum. Teil wieder in die Wirbelschicht und. zum Teil mit dem aus dem Ab -stichga.serzeuger unterhalb der Wirbelschicht abgezogenen Synthesegas in einem Staubsack, aus dem die Kohleteilchen abgeschieden und zusammen mit exotherm oder °-xctlierm und endotherm reagierenden Vergasungsmitteln in den Gaserzeuger zurückgeführt werden. Wegen des Unterschiedes in der Reaktionsfähigkeit zwischen entgaster körniger Kohle und Koks ist es vorteilhaft, nur einen, Teil der aus dem Staubsack kommenden entgasten Kohleteilchen in. die untere, heißeste Zone des Abstichgaserzeugers, den Rest jedoch oberhalb dieser Zone in den Gaserzeuger einzublasen und hier durch die Wahl des Verhältnisses von exotherm zu endotherm reagierenden Vergasungsmitteln eine Temperatur von 900 bis 1300° C einzustellen.
In einem hinter dem Staubsack angeordneten Zyklonabscheider oder einem: anderen Abscheider, z. B. einem elektrischen Staubab,scheid'er, wird der Feinstaub, aus dem Gas abgeschieden und zusammen mit exotherm, gegebenenfalls auch noch endotherm reagierenden Vergasungsmitteln zwecks Vergasung in das Unterteil des Gaserzeugers eingeblasen. Der in den in. der Wirbelschicht erzeugten Gasen vorhandene Staub wird ebenfalls in einem Staubabschtider vom Gas getrennt und wieder in das Unterteil des Gaserzeugers eingeführt.
Das Verfahren hat gegenüber den eingangs geschilderten bekannten Verfahren die Vorteile, daß man billige körnige Kohle verwenden kann und daß außer einem sehr methanarmen (0,21/o) Synthesegas gleichzeitig ein Brenngas mit hohem Heizwert erzeugt wird. Die Leistung eines gemäß der Erfindung betriebenen Abstichgaserzeugers bleibt die gleiche wie bei einem in üblicher Weise nur mit stückigem Brennstoff betriebenen Gaserzeuger.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert: Der Koks wird aus dem Bunker 1 über die Brennstoffschaeuse 2 in das Gaserzeugeroberteil 3, das als besonderer Aufsatz ausgebildet sein kann, gegeben, von wo er im Gegenstrom zum Gas in den eigentlichen Vergasungsraum des Abstichgaserzeugers 4 gelangt Lind zu dessen unterer, heißer Zone hinwandert. Die körnige Kohle wird vom Bunker 5 durch die Eintragevorrichtung 6 oberhalb der Koksschicht 7 unmittelbar in die Wirbelschicht 8 eingetragen. Von dem aus der ruhenden Koksschicht kommenden Gas wird ein Teilstrom in die Wirbelschicht geleitet. dessen Menge durch nicht gezeichnete Drosselklappen in den beiden Ausgangsleitungen 10 und 11 eingestellt wird. In die Wirbelschicht 8 wird durch Formen 12 ein Dampf-Sauerstoff-Gemisch eingeblasen. Das hier erzeugte metlianhaltige Brenngas von hohem Heizwert strömt über den Zyklonabscheider 9, in dem mitgerissener Staub abgeschieden wird, und die Ausgangsleitung 10 zur Weiterverarbeitung.
Durch den Cberlauf 13 werden die geschwelten bzw. entgasten und teilweise vergasten Kohleteilchen aus der Wirbelschicht 8 abgezogen und durch die Eintragevorrichtung 14 und die Form 15 in die untere, heißeste Zone des Gaserzeugers eingebracht. Als Trägergas für die Kohleteilc.hen wird bei der 1-intragel-orrichtung 14 wie auch bei sämtlichen anderen Eintragevorrichtungen Kohlensäure verwendet. In die, Form 15 wird Sauerstoff zugegeben, durch welchen die geschwelten Kohleteilchen mindestens zum Teil vergast werden. Mit dem in der ruhenden Koksschicht erzeugten Gas werden die nicht restlos vergasten Kobleteilchen durch die Koksschicht nach oben getragen und gelangen teils in die Wirbelschicht 8, von wo sie zusammen mit den geschwelten Kohleteilchen wieder in das Gaserzeugerunterteil zurückgebracht werden, und teils über Leitung 16 in den Staubsack 17. Ein Teil der hier aus dem Gas abgeschiedenen Kohleteilchen wird über die Eintragevorrichtung 18 und Form 19 zusammen mit Vergasungsmitteln unmittelbar oberhalb der heißesten Zone des Gaserzeugers. eingeblasen. Der restliche Teil sowie der in den Zyklonabscheidern 9 und' 20 abgeschiedene Staub werden über die entsprechenden Eintragevorrichtungen 21, 22 und 23 durch Form 24 in die heißeste Zone- des Gaserzeugers eingebracht. In Form 24 werden Vergasungsmittel zugegeben. Das durch Leitung 11 abziehende Gas ist praktisch frei von Koblenwasserstoffen und für Synthesen vorzüglich geeignet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases von hohem Heizwert und eines meth.anarmen, für Synthesen geeigneten. Gases aus stüchigem Brennstoff, insbesondere Koks und körniger Kohle, in einem Abstichgaserzeuger, der in üblicher Weise von oben mit stückigem Brennstoff beschickt und über dessen ruhendem Bett aus stückigem Brennstoff eine Wirbelschicht aus körniger Kohle erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die körnige Frischkohle in die Wirbelschicht, die durch einen Teilstrom des im ruhenden Brennstoffbett erzeugten Gases und gegebenenfalls zusätzlich zugegebene Vergasungsmittel in wirbelnde Bewegung versetzt wird, eingebracht und hier geschwelt und gegebenenfalls teilweise vergast wird, die geschwelte Kohle aus der Wirbelschicht abgezogen und in das Gaserzeugerunterteil zur Vergasung eingeführt wird und das in der `'Wirbelschicht erzeugte methanhaltige Gas von hohem Heizwert und der Teil des im ruhenden Brennstoffbett entstehenden sehr m,-thanarmen Gases, der nicht für die Wirbelschicht benötigt wird, gesondert abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Unterteil des Gaserzeugers eingeführte Sauerstoffmenge so bemessen wird, daß aus etwa noch vorhandenen flüchtigen Bestandteilen der aus der Wirbelschicht abgezogenen entgasten Kohle Kohlenoxyd, Kohlendioxyd und Wasserstoff gebildet werden und mindestens so viel Kohlenstoff des Kokses und der körn:igcn Kohle zu Kohlenoxyd und Kohlendioxyd vergast wird, daß die hierbei entstehende Wärme ausreicht, um die körnige Kohle und die Vergasungsmittel aufzuheizen, die etwa zugegebenen endotherm reagierenden Vergasungsmittel umzusetzen, die Schlacke zu schmelzen und die Wärmeverluste zu decken.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das methanarme Gas nach Verlassen des Gaserzeugers durch einen Staubsack und .gegebenenfalls einen weiteren Staub,-abscheider geführt wird und der hierbei aus dem Gas abgeschiedene Brennstoffstaub unter Zugabe von Vergasungsmitteln in das Gaserzeugerunterteil zurückgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Staubsack abgeschiedene Brennstoffstaub zusammen mit Vergasungsmitteln zum Teil in die unterste, heißeste Zone des Abstichgaserzeugers und zum Teil oberhalb, derselben eingeblasen wird.
5. Verfahren. nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Wirbelschicht kommende Gas vom Staub befreit und letzterer zusammen mit Vergasungsmitteln in das Unterteil des Gaserzeugers eingeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 526 420, 895 362, 908516.