DK160433B - Fremgangsmaade til kontinuerlig indfoering af faste braendstoffer i en forgasningsreaktor - Google Patents

Description

DK 160433 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til kontinuerlig indføring af faste brændstoffer, især kulstøv, sammen med vand, eventuelt i blanding med flydende brændstoffer eller smøremidler, gennem en brænder i en reaktor til 5 fremstilling af syntesegasser ved autoterm forgasning af de faste brændstoffer med vand og oxygen ved temperaturer i området fra 800 til 1700°C og et tryk på fra 10 til 150 bar, idet brændstoffet sammenpresses ved hjælp af en snekkepresse til et tryk over det i reaktoren her-10 skende tryk og eventuelt befries for luft, og det med vand blandede brændstof forstøves, eventuelt ved hjælp af en stråle af forgasningsmidlet på det sammenpressede brændstof, og bringes til reaktion med forgasningsmidlet.

En sådan fremgangsmåde kendes fra DE-offentlig-15 gørelsesskrift nr. 2.646.723. Den omfatter plastifice-ring af kul ved passende opvarmning og transport af kullet ved hjælp af en ekstruder mod driftstrykket i det anvendte apparatur. Herved opnås en nedsættelse af kulmassens viskositet, og kulmassen kan ekstruderes på let 20 måde og med ringe energiforbrug, men heroverfor står imidlertid betydelige krav til den apparatmæssige udrustning og de anvendte materialer.

Der kendes fremgangsmåder til fremstilling af syntesegasser, ved hvilke det faste brændstof indføres 25 i reaktionsrummet som en kul/vand-suspension ved hjælp af en pumpe. Disse fremgangsmåder har den ulempe, at det i overskud tilførte vand må fordampes. Dette medfører en unødvendig varmbelastning og fører til en forhøjet carbondioxiddannelse og dermed til en stærk stigning 30 i oxygenforbruget og desuden brændstofforbruget. En sådan fremgangsmåde er beskrevet i DE fremlæggelsesskrift nr. 2.044.310.

Der kendes ligeledes fremgangsmåder, ved hvilke brændstofopslemningen før trykindføringen i forgas-35 ningsreaktoren opvarmes så meget, at der opnås en så fuldstændig fordampning af vandet som muligt. Den således opnåede dispersion føres derefter til et forgas- 2

DK 160433 B

ningsanlæg. En ulempe ved denne kendte fremgangsmåde er den vanskelige opvarmning af kul/vand-suspensionen til fordampningstemperåturen, da varmerørene er udsat for erosion af de faste brændstofpartikler.

5 Der kendes desuden fremgangsmåder til overfø ring af faste brændstoffer til et højtryksrum, ved hvilke det fintmalede brændstof i tilførselsledningen til trykrummet skal sammenpresses med pressestempler eller snekkepresser til en gastæt aflukningsprop. Ved 10 forgasning af findelte faste brændstoffer er det et problem at indføre en tilstrækkelig homogen brændstof/ oxygen/damp-dispersion i forgasningsreaktoren, hvorfor ved de kendte fremgangsmåder den sammenpressede brændstofprop før indtræden i trykreaktoren igen bringes 15 i dens oprindelige fine fordeling ved hjælp af en riveindretning. Denne riveindretning undergår ved de anvendte faste brændstoffer et forøget slid.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den i krav 11 s indledning anførte 20 art, til uhindret transport, ved hvilken kullet, der skal transporteres, sammenpresses så meget,at gastæthed sikres over for den under forhøjet tryk stående forgasningsreaktor.

Dette formål opnås ved fremgangsmåden ifølge op-25 findelsen, der-er ejendommelig ved, at det findelte faste brændstof før sammenpresningen befugtes med 2 til 30 vægt-% vand, blandes grundigt og befries for luft i en snekkemaskine med dobbelt aksel, og at den gastætte, fugtige brændstofprop, især kulstøvprop, føres til reak-30 tionsrummet i reaktoren.

En hensigtsmæssig udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen er angivet i krav 2.

Den foreliggende fremgangsmåde anvendes til kontinuerlig fremstilling af syntesegasser på basis af 35 carbonmonoxid og hydrogen ved autoterm forgasning af faste brændstoffer, fortrinsvis kulstøv, vand og oxygen i en reaktor ved en temperatur i området fra 800 til 1700°C og et tryk fra 10 til 150 bar.

Den opnåede rå syntesegas oparbejdes derefter 3

DK 160433 B

på kendt måde. I reaktoren dannet aske udsluses fra sumpen. Snekkepressen kan være anbragt ved siden af eller lodret over reaktoren. Det til brænderen tilførte forgasningsmiddel kan være oxygen eller en gas indeholden-5 de molekylart oxygen og kan eventuelt indeholde vanddamp. Den igen til fine partikler sønderdelte masse træder derpå ind i den egentlige forgasningsreaktor, hvor omsætningen mellem komponenterne foregår.

Den praktiske anvendelse af dette opfindelses-10 princip belyses nærmere i det følgende ved et par udførelsesformer under henvisning til tegningen, hvorpå fig. 1 skematisk viser en udførelsesform ifølge opfindelsen til indføring af brændstoffet og findeling med sideværts anbringelse af snekkepressen, og 15 fig. 2 viser en udførelsesform med lodret anbrin gelse af snekkepressen.

Til en snekkepresse 1 i fig. 1 føres der fast brændstof gennem et doseringsaggregat 2 og vand og eventuelt et flydende tilsætningsstof gennem et dose-20 ringsaggregat 3. Efter en blandingszone afluftes snekkepressen for den med brændstoffet indførte gas.

Derefter sker sammenpresningen af det fugtige brændstof til en gastæt prop. I en brænder 4 bringes denne faststofprop i kontakt med forgasningsmiddel. Ved brænd-25 stoffets indtræden i den varme reaktor 5 fordamper vandet i brændstoffet pludselig. Derved opnås en fuldstændig forstøvning af det sammenpressede kulstøv, således at der foreligger en homogen kulstøv/oxygen/damp-dispersion.

30 Til udførelse af fremgangsmåden ifølge opfindel sen egner sig som faste brændstoffer brunkul, stenkul, stenkulkoks og jordoliekoks.

Flydende tilsætningsmidler er flydende brændstoffer og smøremidler, såsom olier, sulfitaffaldslud 35 eller melasse. De kan tilsættes i mængder på indtil 40 vægt-%.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses nærmere ved hjælp af det efterfølgende eksempel.

DK 160433 B

. 4

Eksempel

Med vand .fugtet stenkul føres med den beskrevne snekkeindretning ind i en fyldlegemefri, udforet trykreaktor og forgasses under tilsætning af oxygen eller 5 oxygen/damp.

Analyse af brændstoffet.

Carbon . 67,3 vægt-%

Hydrogen 4,3 " 10 Oxygen 6,6 "

Nitrogen 1,13 "

Svovl 1,37 "

Vand 2,60 "

Aske 16,70 " 15

Brændværdi 36,6 MJ/kg (7790 kcal/kg).

(VAF står for vand- og askefri (substans)).

Fremgangsmådebetingelser og resultater af forgasningen. o π

Forgasningstryk bar 60

Forgasningstemperatur °C 1500

Reaktorindgangstemperatur °C

Kul °C 220

Oxygen °C 140 25 Damp °C 400

Reaktorindgang 30 Stenkul kg/h 606

Vand kg/h 49

Damp kg/h 131 35

Claims (2)

5 C02 " 7 /1 ch4 " 0 f1 h2s " 0/5 N2 " °r7 10 Uforbrændt kulstof Vægt-% 3,0

1. Fremgangsmåde til kontinuerlig indføring af faste brændstoffer, især kulstøv, sammen med vand, eventuelt 15 i blanding med flydende brændstoffer eller smøremidler, gennem en brænder i en reaktor til fremstilling af syntesegasser ved autoterm forgasning af de faste brændstoffer med vand og oxygen ved temperaturer i området fra 800 til 1700°C og et tryk på fra 10 til 150 bar, 20 idet brændstoffet sammenpresses ved hjælp af en snekkepresse til et tryk over det i reaktoren herskende tryk og eventuelt befries for luft, og det med vand blandede brændstof forstøves, eventuelt ved hjælp af en stråle af forgasningsmidlet på det sammenpressede brændstof, og 25 bringes til reaktion med forgasningsmiddel, kendetegnet ved, at det findelte faste brændstof før sammenpresningen befugtes med 2 til 30 vægt-% vand, blandes grundigt og befries for luft i en snekkemaskine med dobbelt aksel, og at den gastætte, fugtige brændstof-30 prop, især kulstøvprop, føres til reaktionsrummet i reaktoren .

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den til det findelte faste brændstof tilsatte mængde vand er mindre end den til dannelse af 35 syntesegassen nødvendige mængde, og at yderligere vand tilføres reaktoren som vanddamp.