DE3122565A1

DE3122565A1 - Anlage fuer die behandlung des produktgases einer kohledruckvergasungsanlage

Info

Publication number: DE3122565A1
Application number: DE19813122565
Authority: DE
Inventors: Karl-Rudolf Ing.(Grad.) 4300 Essen Hegemann; Helmut Dipl.-Ing. 4630 Bochum Weißert
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1981-06-06
Filing date: 1981-06-06
Publication date: 1982-12-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Behandlung des Produkt-
gases einer Kohledruckvergasungsanlage, - mit Waschturm und Waschmittelkreislauf, wobei der Waschmittelkreislauf eine Waschmittelabzugsleitung aufweist, die zu einem Waschmittelaufnahmebecken mit Schlammabzug geführt ist, während von dem Waschmittelaufnahmebecken eine Waschmittelspeiseleitung zum Waschturm zurückführt, welche Waschmittelspeiseleitung mit einer Waschmittelspeisepumpe versehen ist, wobei endlich das Reingas aus dem Waschturm über eine Produktgasleitung abziehbar ist. - Das Waschmittel ist bei derartigen Anlagen im allgemeinen Wasser, wenn auch zuweilen mit Zusatz besonderer Substanzen.
Die (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Anlagen arbeiten mit einem Waschturm, der nicht unter dem Abgabedruck der Kohledruckvergasungsanlage steht. Das aus der Kohledruckvergasungsanlage austretende Produktgas wird vielmehr vorher entspannt.
Bei der Entspannung geht Energie verloren, zumal das Produktgas beim Austritt aus der Kohledruckvergasungsanlage häufig einen Druck von 20 Bar und mehr aufweist. Die Temperatur liegt bei 2500 C. Produktgas meint zum Beispiel Synthesegas, Brenngas und Reduktionsgas.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anlage so weiter auszubilden, daß die im Produktgas enthaltene Energie möglichst weitgehend wiedergewonnen werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Waschturm als Druckwaschturm ausgeführt ist, der (im wesentlichen) unter dem Abgabedruck der Kohledruckvergasungsanlage arbeitet, daß die Produktgasleitung an eine Entspannungsturbine angeschlossen ist, die auf einen Generator für die Stromerzeugung arbeitet, und daß in die Waschmittelabzugsleitung eine Wasserturbine eingebaut ist, die auf die Waschmittelspeisepumpe arbeitet. Der Waschturm wird zweckmäßigerweise so eingerichtet, daß durch den Waschprozeß im Waschturm nur ein verhältnismäßig geringer Druckverlust auftritt.
Dazu lehrt die Erfindung, daß der Waschturm im Bereich seiner mittleren Höhe einen Zwischenboden aufweist, in dem zumindest eine Differenzdruckwaschvorrichtung angeordnet ist, und daß oberhalb des Zwischenbodens (Waschturmoberteil) Waschdüsen in Form von Dralldüsen oder dergleichen angeordnet sind. Die Differenzdruckwaschvorrichtung ist zweckmäßigerweise als sogenannter Ringspaltwascher ausgeführt. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird auch die Wärmeenergie für die Energierückgewinnung ausgenutzt, die das Waschmittel im Waschturm aufnimmt und als fühlbare Wärme mitgeführt, wenn das Waschmittel über die Waschmittelabzugleitung abgeführt wird. Dazu lehrt die Erfindung, daß in der Waschmittelabzugleitung vor der Wasserturbine eine Wärmetauscher angeordnet ist, der einem Kreislaufsystem mit organischem Arbeitsmedium, Expansionsturbine für das in dem Wärmetauscher verdampfte Arbeitsmedium, Pumpe und gegebenenfalls weiterem Wärmetauscher angehört, und daß die Expansionsturbine ebenfalls auf einen elektrischen Generator arbeitet.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, Bauteile der Anlage nicht lediglich für die angegebene Zweckbestimmung, sondern darüber hinaus für regeltechnische Maßnahmen einzusetzen. In diesem Zusammenhang können die Differenzdruckwaschvorrichtung des Waschturms, die Expansionsturbine in der Produktgasleitung und/oder die Wasserturbine zugleich als "Druckregelventile'' arbeiten und mit entsprechenden Regelkreisen integriert werden.
Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Anlage die im Produktgas enthaltene, aus Druck und# Temperatur resultierende Energie zurückgewonnen wird. Das geschieht mit Einrichtungen und Apparaten, die funktionssicher arbeiten. Insbesondere garantiert ein Druckwaschturm hohe Entstaubungsgrade bei niedrigen Gasgeschwindigkeiten. Das gilt insbesondere dann, wenn mit einer Differenzdruckwaschvorrichtung gearbeitet wird. Es versteht sich von selbst, daß die Differenzdruckwaschvorrichtung einstellbar und dadurch unterschiedlichen Betriebsverhältnissen anpaßbar ist. Durch die Kombination der verschiedenen Energierückgewinnungsmaßnahmen erreicht man einen sehr hohen Prozeßwirkungsgrad.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage für die Behandlung des Produktgases einer Kohledruckvergasungsanlage. Die Kohledruckvergasungsanlage wurde nicht gezeigt.
Zu der Anlage für die Gasbehandlung gehören zunächst ein Waschturm 1 und ein Waschmittelkreislauf 2, 3. Der Waschmittelkreislauf 2,3 weist eine Waschmittelabzugsleitung 3 auf, die zu einem Waschmittelaufnahmebecken 4 mit Schlammabzug 5 geführt ist. Von dem Waschmittelaufnahmebecken 4 ist eine Waschmittelspeiseleitung 2 zum Waschturm 1 zurückgeführt, welche Waschmittelspeiseleitung 2 mit einer Waschmittelspeisepumpe 6 versehen ist. Das Reingas ist aus dem Waschturm 1 über eine Produktgasleitung 7 abziehbar.
Der Waschturm ist ein Druckwaschturm 1. Er arbeitet im wesentlichen unter dem Abgabedruck der Kohledruckvergasungsanlage von 20 Bar oder mehr. Die Produktgasleitung 7 ist an eine Entspannungsturbine 8 angeschlossen. Diese arbeitet auf einen Generator 9.
In die Waschmittelabzugsleitung 3 ist eine Wasserturbine 10 angebaut, die an die Waschmittelspeisepumpe 6 angeschlossen ist. Auf diese Weise wird für den Waschmittelkreis 2, 3 praktisch keine Energie verbraucht. Der Waschturm 1 besitzt im Bereich seiner mittleren Höhe einen Zwischenboden 11. In diesen ist im Ausführungsbeispiel eine Differenzdruckwaschvorrichtung 12 angeordnet, die als Ringspaltwascher mit verstellbarem Einbaukörper 13 ausgeführt ist. Oberhalb des Zwischenbodens 11 befinden sich in der Waschturmachse Waschdüsen 14 in Form von Dralldüsen.
Im Ausführungsbeispiel nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist in der Waschmittelabzugsleitung 3 vor der Wasserturbine 10 ein Wärmeaustauscher 15 angeordnet. Dieser gehört einem Kreislaufsystem 16 mit organischem Arbeitsmedium, Expansionsturbine 17 für das in dem Wärmetauscher 15 verdampfte Arbeitsmedium, Pumpe 18 und gegebenenfalls weiterem Wärmetauscher 19 an.
Die Expansionsturbine 17 arbeitet ebenfalls auf einen Generator 20, derartige Kreislaufsysteme 16 werden auch als ORC-Systeme (Organic Rankine Cycle) bezeichnet im allgemeinen arbeitet man dabei mit halogenierten Kohlenwasserstoffderivaten als Arbeitsmedium. Ein solches Arbeitsmedium ist beispielsweise Frigen. Die Anordnung eines solchen Kreislaufsystems 16 hat den Vorteil, daß das zu entspannende, staubhaltige Waschmittel auf Atmosphären-Druck eine wesentlich niedrigere Temperatur aufweist und damit Temperaturprobleme bei der weiteren Behandlung dieses Waschmittels vermieden werden.
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Claims

Anlage für die Behandlung des Produktgases einer Kohledruckvergasungsanlage Patentansprüche: 1. Anlage für die Behandlung des Produktgases einer Kohledruckvergasungsanlage, - mit Waschturm und Waschmittelkreislauf, wobei der Waschmittelkreislauf eine Waschmittelabzugsleitung aufweist, die zu einem Waschmittelaufnahmebecken mit Schlammabzug geführt ist, während von dem Waschmittelaufnahmebecken eine Waschmittelspeiseleitung zum Waschturm zurückführt, welche Waschmittelspeiseleitung mit einer Waschmittelspeisepumpe versehen ist, wobei endlich das Reingas aus dem Waschturm über eine Produktgasleitung abziehbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Waschturm (1) als Druckwaschturm ausgeführt ist, der (im wesentlichen) unter dem Abgabedruck der Kohledruckvergasungsanlage arbeitet, daß die Produktgasleitung (7) an eine Entspannungsturbine (8) angeschlossen ist, die auf einen Generator (9) für die Stromerzeugung arbeitet, und daß in die Waschmittelabzugleitung (3) eine Wasserturbine (10) eingebaut ist, die auf die Waschmittelspeisepumpe (6) arbeitet.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschturm (1) im BEreich seiner mittleren Höhe einen Zwischenboden (11) aufweist, in dem zumindest eine Differenzdruckwaschvorrichtung (12) angeordnet ist, und daß oberhalb des Zwischenbodens (11) (im Waschturmoberteil) Waschdüsen (14) in Form von Dralldüsen oder dergleichen angeordnet sind.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Waschmittelabzugleitung (3) vor der Wasserturbine (10) ein Wärmetauscher (15) angeordnet ist, der ein Kreislaufsystem (16) mit organischem Arbeitsmedium, Expansionsturbine (17) für das in dem Wärmetauscher (15) verdampfte Arbeitsmedium, Pumpe -(18) und ggf. weiterem Wärmetauscher (19) angehört, und daß die Expansionsturbine (17) ebenfalls auf einen elektrischen Generator (20) arbeitet.