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WO2013041412A1 - Flugstromreaktor mit schneller regelung der vergasungstemperatur - Google Patents

Flugstromreaktor mit schneller regelung der vergasungstemperatur Download PDF

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WO2013041412A1
WO2013041412A1 PCT/EP2012/067759 EP2012067759W WO2013041412A1 WO 2013041412 A1 WO2013041412 A1 WO 2013041412A1 EP 2012067759 W EP2012067759 W EP 2012067759W WO 2013041412 A1 WO2013041412 A1 WO 2013041412A1
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WO
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gas
cooling
cooling screen
gasification
amount
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2012/067759
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Schingnitz
Norbert Fischer
Guido Schuld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2013041412A1 publication Critical patent/WO2013041412A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C10J3/72—Other features
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    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1846—Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of gases for the synthesis of chemical products and / or for the production of electric energy, in which the amount of heat introduced into the cooling screen of a fly-back reactor can be quickly limited.
  • the invention relates to a process for the pressure gasification of carbonaceous, dust-like feedstocks, also referred to as fuels, in the flow stream for producing CO- and H2- rich gases, which after further treatment as a synthesis gas for the production of chemical products or as energetic gases for the production of electric energy Gas and steam turbine power plants can be used.
  • Dust-form fuels are pulverized coal of varying degrees of coalification, carbon-containing products of thermal coal treatment and crude oil treatment, and for gasification.
  • Reaction space contour consists of a gastight welded, water-filled pipe wall. Such systems are described, for example, in D.A. Bell and others "Coal
  • Gas flow reactor is fed and reacted at temperatures between 1200-1800 ° C to raw gas, wherein the amount of steam generated in the cooling screen measured and used to control the required for the gasification of the fuel C / 0 ratio.
  • the raw gas is processed to synthesis gas and used for example in Fischer-Tropsch or dimethyl ether syntheses.
  • the disadvantage here proves the time-delayed and inaccurate measurement of the amount of steam, also because this vapor is obtained in the saturated state. Changes in the heat transfer affect only with considerable delay by the inertia of the system. In contrast, only a few seconds are available to detect changes in the C / 0 ratio and appropriate control measures
  • the invention is based on the problem of specifying a method for an entrained-flow gasifier, which realizes a rapid-acting limitation of the amount of heat introduced into the cooling screen of an entrained flow reactor.
  • the problem is solved by the features of claim 1.
  • the problem is solved by preventing evaporation by appropriate adjustment of the pressure in the tubes of the cooling screen and the liquid Condition is maintained. From the heated cooling screen water can still be generated in a downstream heat exchanger steam. The amount of heat transferred can be determined very accurately from the temperature difference and the exact measurement of the
  • Cooling water quantity can be determined. This process is very fast, allowing him to control the
  • Gasification temperature can be used by controlling the C / 0 ratio (feed / gasification ratio). It was further found that the evaporation at a heat transfer to the cooling screen ⁇ 300 KW / m 2
  • control measures initiated an emergency shutdown of the reactor when approaching this limit.
  • the raw gas leaving the gasification space passes together with the liquid slag into a downstream one
  • Fig. 1 is a schematic representation of the invention
  • Slag discharge body 3 which discharges the gasification products raw gas and slag 5 into a subsequent quenching space.
  • the cooling screen tubes are gas-tight welded and coated with a heat-insulating ramming mass. To dissipate the amount of heat transferred into the cooling screen is used
  • Cooling circuit 14 which is equipped with temperature measurements 11 and 12 at the input 6 and output 7 of the cooling screen. Further temperature measurements 13 can be made anywhere on the
  • Cooling screen additionally be arranged.
  • a circulation pump 15 ensures the maintenance of the flow of cooling water, wherein the amount of cooling water 18 is measured at the outlet 7.
  • the cooling of the circulating water takes place in the steam generator 16, the amount of steam generated 17 is removed and integrated at an appropriate point in the overall process.
  • Gasification agent and fuel are supplied via the lines 10 and 9 to the gasification burner 4 and measured their amounts in 19 and 20 respectively.
  • the cooling screen 2 is a thermally highly loaded component; The amount of heat transferred into the cooling screen depends on the temperature in the gasification chamber 1 and is absorbed by heating the circulating water, wherein evaporation of the circulating water is avoided by maintaining appropriate pressures and temperatures.
  • the temperature difference of the cooling water between inlet and outlet 6 or 7 is detected with a determination of the temperature difference 21 and, together with the measured in 18 cooling water amount in the functional member 23, the transferred to the cooling screen
  • Amount of heat Changes in the amount of heat transferred are detected very quickly by the exact temperature and quantity measurement and issued via the function member 23, the control commands to the oxygen control valve 22. Changes in the
  • Temperature in the gasification chamber 1 can arise, for example, by deviations in the composition of the fuel dust. Should the transferred to the cooling screen 2
  • Function member 23 the oxygen supply via the valve 22 is down-regulated or closed.
  • the gasification temperature is 1700 ° C, the gasification pressure 4.2 MPa (42 bar).
  • the coal dust is fed via the line 9 to the gasification burner 4.
  • As a transport gas for the dust carbon dioxide is used in an amount of 8,200 m 3 iN / h.
  • the amount of dust is measured in 20. The needed
  • the amount of oxygen for the gasification is 32.300 m 3 iN / h and passes via line 10 to the gasification burner.
  • the oxygen line 10 is configured inter alia with the quantity measurement 19 and the control valve 22.
  • Crude gas is 124,300 m 3 iN / h and is over the
  • Discharge body 3 is supplied together with the liquid slag a downstream, not shown in the figure Quenchraum.
  • the raw gas analysis shows:
  • the calorific value of the raw gas is 11,650 KJ / m i.N.
  • Cooling screen 2 transmitted heat amount, a cooling circuit is installed, the inlet temperature 11 of the cooling water at 210 ° C and the outlet temperature 12 is 241, 5 ° C. From the temperature difference between 12 and 11, as well as the Cooling water amount, measured in 18, a heat quantity of 28.5 GJ / h is detected in the functional element 23. If the amount of heat changes as a result of a changed temperature in the gasification chamber 1, then the required control signals are conducted to the control valve 22 by the functional element 23 in order, depending on the type of temperature change in the gasification chamber 1
  • zones of preferred heat transfer can be identified.
  • the invention is also given by a method for
  • Reaction space contour which is made of a gas-tight
  • welded, water-carrying pipe screen is, in which the cooling water absorbs the heat without evaporating

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Erzeugung von Gasen durch die Flugstromvergasung staubförmiger Brennstoffe. Diese Gase können durch angepasste Aufbereitungsverfahren wie Kühlung, Staubabscheidung, Rohgaskonvertierung und Sauergaswäsche zu Synthesegasen für verschiedene Synthesen modifiziert werden. So kann man verschiedene Synthesen für Methanol, DME oder Treibstoffe durchführen, auch eine Verwendung für eine Elektroenergieerzeugung in Gas- und Dampfturbinenprozessen ist möglich. Charakterisiert ist die Erfindung durch folgende Maßnahmen: - pneumatischer Transport des staubförmigen Brennstoffes mit CO2 als Fördergas bei Suspensionsdichten im Bereich von 200-500 kg/m3, - Vergasung mit Sauerstoff in einem Reaktor mit gekühlter Reaktionsraumkontur, - Anordnung eines wasserdurchströmenden Kühlschirmes ohne Verdampfung, - Messung der übertragenen Wärmemenge durch Mengen- und Temperaturmessung des Kühlwassers, - Benutzung der übertragenen Wärmemenge als Regelgröße zur Einstellung des Brennstoff- Sauerstoff- Verhältnisses, - Anordnung einer übergeordneten Sicherheitsschaltung zur Begrenzung des Wärmeflusses auf den Kühlschirm auf < 300 KW/m2.

Description

Beschreibung
Flugstromreaktor mit schneller Regelung der
Vergasungstemperatur
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Gasen für die Synthese von chemischen Produkten und / oder zur Gewinnung von Elektroenergie, bei dem die in den Kühlschirm eines Flugstromreaktors eingetragene Wärmemenge schnell begrenzt werden kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckvergasung kohlenstoffhaltiger, staubförmiger Einsatzstoffe, im Weiteren auch als Brennstoffe bezeichnet, im Flugstrom zur Erzeugung CO- und H2- reicher Gase, die nach weiterer Aufbereitung als Synthesegase zur Erzeugung chemischer Produkte oder als energetische Gase zur Erzeugung von Elektroenergie in Gas- und Dampfturbinenkraftwerken genutzt werden können.
Staubförmige Brennstoffe sind dabei auf Staubfeinheit zerkleinerte Kohlen unterschiedlichen Inkohlungsgrades, kohlenstoffhaltige Produkte der thermischen Kohlebehandlung und der Erdölaufbereitung sowie für die Vergasung,
beispielsweise durch Dörrung (engl.: torrefaction) ,
vorbereitete Biomassen.
Die Technologie der Flugstromvergasung staubförmiger
Brennstoffe ist umfangreich beschrieben worden, wobei
Reaktoren mit feuerfester Auskleidung oder einer gekühlten Reaktionsraumkontur bekannt sind, wobei diese
Reaktionsraumkontur aus einer gasdicht verschweißten, wasserdurchflossenen Rohrwand besteht. Solche Systeme sind beispielsweise beschrieben in D.A. Bell u.a. „Coal
Gasification and it's Applications", Verlag Elsevier 2011. WO 2008 / 12 5556 AI beschreibt ein Verfahren, bei dem der staubförmige Brennstoff mit CO2 als Trägergas einem
Flugstromvergasungsreaktor zugeführt und bei Temperaturen zwischen 1200-1800°C zu Rohgas umgesetzt wird, wobei die im Kühlschirm erzeugte Dampfmenge gemessen und zur Regelung des für die Vergasung des Brennstoffes erforderlichen C / 0 - Verhältnisses genutzt wird. Das Rohgas wird zu Synthesegas aufbereitet und beispielsweise in Fischer- Tropsch- oder Dimethyläther- Synthesen eingesetzt. Nachteilig erweist sich hierbei die zeitlich verzögerte und ungenaue Messung der Dampfmenge, auch weil dieser Dampf im gesättigten Zustand anfällt. Änderungen in der Wärmeübertragung wirken sich erst mit erheblicher zeitlicher Verzögerung durch die Trägheit des Systems aus. Demgegenüber stehen nur einige Sekunden zur Verfügung, um Änderungen im C / 0 - Verhältnis zu erkennen und entsprechende regelungstechnische Maßnahmen
durchzuführen. Daraus resultiert die Möglichkeit des
Sauerstoffdurchbruches mit der Gefährdung nachfolgender
Anlagenteile. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der gleichzeitigen Regelung der Sauerstoff- und der
Brennstoffmenge . Dies kann zu Schwingungen im Regelungssystem führen, was zu Instabilitäten im Vergasungsprozess führen kann . Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren für einen Flugstromvergaser anzugeben, das eine rasch wirkende Begrenzung der in den Kühlschirm eines Flugstromreaktors eingebrachten Wärmemenge realisiert. Das Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass man durch entsprechende Einstellung des Druckes in den Rohren des Kühlschirmes die Verdampfung verhindert und den flüssigen Zustand beibehält. Aus dem aufgeheizten Kühlschirmwasser kann in einem nachgeschalteten Wärmetauscher dennoch Dampf erzeugt werden. Die übertragene Wärmemenge kann sehr genau aus der Temperaturdifferenz und der exakten Messung der
Kühlwassermenge ermittelt werden. Dieser Vorgang vollzieht sich sehr schnell, so dass er für die Steuerung der
Vergasungstemperatur durch Regelung des C / 0 - Verhältnisses (Einsatzstoff / Vergasungsmittel - Verhältnis) genutzt werden kann. Es wurde weiterhin gefunden, dass die Verdampfung bei einer Wärmeübertragung auf den Kühlschirm < 300 KW/m2
unterdrückt werden kann. Um Zerstörungen durch Überhitzung des Kühlschirmes zu vermeiden, wird zusätzlich zu
regelungstechnischen Maßnahmen eine Not- Abschaltung des Reaktors bei Annäherung an diesen Grenzwert eingeleitet.
Weiterhin wird die Regelung des Brennstoff - Sauerstoff- Verhältnisses hier durch die Beeinflussung nur einer Größe, entweder der Sauerstoff- oder der Brennstoffmenge
vorgenommen . Das den Vergasungsraum verlassende Rohgas gelangt gemeinsam mit der flüssigen Schlacke in einen nachgeschalteten
Quenchraum, wo durch Einspritzen von Wasser im Überschuss das Rohgas gekühlt und teilweise von mitgeführter Feinschlacke befreit wird. Im anschließenden, den Stand der Technik repräsentierenden Verfahren, wird durch Feinreinigung,
Einstellung des im Synthesegas erforderlichen CO / H2
Verhältnisses sowie durch Entfernung unerwünschter saurer Gasbestandteile wie H2S und CO2 die notwendige Gasqualität für die nachfolgende Synthese erzielt. Die Technologie der Gaswäsche mag dabei so ausgestaltet sein, dass ein CO2- reicher Gasstrom entsteht, der rekomprimiert als Gas für die Bespannung und die Förderung des Brennstaubstromes eingesetzt werden kann. Diese Forderung wird beispielsweise durch das bekannte Rectisol- Verfahren erfüllt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand einer Figur näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einem Flugstromvergaser mit Flüssigkeits-gekühlter Reaktionsraumkontur .
Zur Vergasung eines Brennstoffes, beispielsweise
Steinkohlenstaub, mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas wird ein Reaktor eingesetzt, dessen Vergasungsraum 1 durch einen von Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser,
durchströmten Kühlschirm 2 begrenzt und vom Druckmantel 8 umhüllt ist. Den unteren Abschluss bildet der Gas- und
Schlackeaustragskörper 3, der die Vergasungsprodukte Rohgas und Schlacke 5 in einen nachfolgenden Quenchraum abführt. Die Kühlschirmrohre sind gasdicht verschweißt und mit einer wärmeisolierenden Stampfmasse beschichtet. Zur Abführung der in den Kühlschirm übertragenen Wärmemenge dient ein
Kühlkreislauf 14, der mit Temperaturmessungen 11 und 12 am Ein- 6 und Ausgang 7 des Kühlschirmes bestückt ist. Weitere Temperaturmessungen 13 können an beliebigen Stellen des
Kühlschirmes zusätzlich angeordnet sein. Eine Kreislaufpumpe 15 sorgt für die Aufrechterhaltung der Kühlwasserströmung, wobei die Kühlwassermenge 18 am Austritt 7 gemessen wird. Die Kühlung des Kreislaufwassers geschieht im Dampferzeuger 16, die erzeugte Dampfmenge 17 wird entnommen und an zweckmäßiger Stelle in den Gesamtprozess eingebunden. Sauerstoff als
Vergasungsmittel und Brennstoff werden über die Leitungen 10 und 9 dem Vergasungsbrenner 4 zugeführt und ihre Mengen in 19 beziehungsweise 20 gemessen. Der Kühlschirm 2 ist ein thermisch hochbelastetes Bauteil; die in den Kühlschirm übertragene Wärmemenge hängt von der Temperatur im Vergasungsraum 1 ab und wird durch Erwärmung des Kreislaufwassers aufgenommen, wobei eine Verdampfung des Kreislaufwassers durch Einhaltung entsprechender Drücke und Temperaturen vermieden wird. Die Temperaturdifferenz des Kühlwassers zwischen Ein- und Austritt 6 beziehungsweise 7 wird mit einer Ermittlung der Temperaturdifferenz 21 erfasst und ergibt gemeinsam mit der in 18 gemessenen Kühlwassermenge im Funktionsglied 23 die auf den Kühlschirm übertragene
Wärmemenge. Veränderungen der übertragenen Wärmemenge werden sehr schnell durch die exakte Temperatur- und Mengenmessung detektiert und über das Funktionsglied 23 die Steuerbefehle an das Sauerstoffregelventil 22 erteilt. Änderungen der
Temperatur im Vergasungsraum 1 können beispielsweise durch Abweichungen der Zusammensetzung des Brennstoffstaubes entstehen. Sollte die auf den Kühlschirm 2 übertragene
Wärmemenge die Belastung von 300 KW/m2 überschreiten, so ist partielle Verdampfung nicht auszuschließen und über das
Funktionsglied 23 wird die Sauerstoffzufuhr über das Ventil 22 heruntergeregelt oder geschlossen.
Dimensionierungsbeispiel :
In einer Anlage zur Flugstromvergasung von Steinkohlenstaub mit einer Bruttoleistung von ca. 500 MW werden stündlich 61,5 Mg Kohle verbraucht. Diese Kohle zeichnet sich durch folgende Zusammensetzung aus: C 72,3 Ma%
H 3,6 Ma%
0 13,7 Ma%
N 0,6 Ma%
S 0,9 Ma%
A 6,9 Ma%
W 2,0 Ma%
Die Vergasungstemperatur beträgt 1700 °C, der Vergasungsdruck 4,2 MPa (42 bar) . Der Steinkohlenstaub wird über die Leitung 9 dem Vergasungsbrenner 4 zugeführt. Als Transportgas für den Staub dient Kohlendioxid in einer Menge von 8.200 m3 i.N./h. Die Staubmenge wird in 20 gemessen. Die benötigte
Sauerstoffmenge für die Vergasung liegt bei 32.300 m3 i.N./h und gelangt über die Leitung 10 zum Vergasungsbrenner. Die Sauerstoffleitung 10 ist u.a. mit der Mengenmessung 19 und der Regelarmatur 22 ausgestaltet. Die erzeugte trockene
Rohgasmenge beträgt 124.300 m3 i.N./h und wird über den
Austragskörper 3 gemeinsam mit der flüssigen Schlacke einem nachgeordneten, in der Figur nicht eingezeichnetem Quenchraum zugeführt. Die Rohgasanalyse ergibt:
H2 21,1 Vol
CO 74,3 Vol
C02 3,7 Vol
N2 0,6 Vol
H2S 0,3 Vol
Der Heizwert des Rohgases beträgt 11.650 KJ / m i.N.
Für die Abführung der aus dem Vergasungsraum 1 auf den
Kühlschirm 2 übertragenen Wärmemenge ist ein Kühlkreislauf installiert, wobei die Eintrittstemperatur 11 des Kühlwassers bei 210°C und die Austrittstemperatur 12 bei 241, 5°C liegt. Aus der Temperaturdifferenz zwischen 12 und 11, sowie der Kühlwassermenge, gemessen in 18, wird im Funktionsglied 23 eine Wärmemenge von 28,5 GJ / h detektiert. Ändert sich die Wärmemenge durch eine veränderte Temperatur im Vergasungsraum 1, so werden durch das Funktionsglied 23 die erforderlichen Steuersignale an die Regelarmatur 22 geleitet, um je nach Art der Temperaturänderung im Vergasungsraum 1 die
Sauerstoffmenge anzupassen und das erforderliche Brennstoff- Sauerstoff- Verhältnis herzustellen. Sollte die detektierte Wärmeübertragungsleistung auf den Kühlschirm 300 KW / m2 überschreiten, wird über das Funktionsglied 23 der Befehl zum Schließen der SauerstoffZuführung durch das Ventil 22
zugeleitet. Im angeführten Beispiel geschieht das bei
Kühlwassertemperaturen > 245°C am Ausgang 12. Damit wird partielles Sieden ausgeschlossen und der Kühlschirm
geschützt. Durch weitere Temperaturmessungen 13 an
definierten Stellen des Kühlschirmes 6 können auch Zonen bevorzugter Wärmeübertragung identifiziert werden.
Die Erfindung ist auch gegeben durch ein Verfahren zur
Erzeugung kohlenmonoxid- und Wasserstoffreicher Rohgase durch Partialoxidation kohlenstoffhaltiger Einsatzstoffe unter Druck bei Temperaturen zwischen 1.300-1.900 °C im Flugstrom, enthaltend folgende Maßnahmen:
— Transport der staubfein aufgemahlenen
kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe als Gas- Feststoff-
Suspension mit Kohlendioxid als Transportgas bei
Suspensionsdichten im Bereich von 200-500 kg/m3 zum Vergasungsbrenner,
— Partialoxidation der kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe mit einem freien Sauerstoff enthaltenden
Vergasungsmittel in einem Reaktor mit gekühlter
Reaktionsraumkontur, die aus einem gasdicht
verschweißten, wasserdurchflossenen Rohrschirm besteht, in dem das Kühlwasser die Wärme aufnimmt, ohne zu verdampfen,
— Bestimmung der übertragenen Wärmemenge durch Mengen- und Temperaturmessungen im Rohrschirm,
— Benutzung der übertragenen Wärmemenge als Regelgröße zur
Einstellung des Einsatzstoff- Sauerstoff- Verhältnisses sowie Begrenzung der übertragenen Wärmeleistung auf maximal 300 KW/m2 durch eine sicherheitsgerichtete
Abschaltung der Sauerstoffzufuhr zum Schutz der
gekühlten Reaktionsraumkontur.
Bezugs zeichenliste
1 Vergasungsraum
2 Kühlschirm
3 Gas- und Schlackeaustragskörper
4 Vergasungsbrenner
5 Rohgas- und Schlackeabführung
6 Kühlwassereintritt
7 Kühlwasseraustritt
8 Druckmantel
9 Leitung für die Zuführung des Brennstoffes
10 Leitung für die Zuführung des Sauerstoffes
11 Temperaturmessung am Kühlwassereingang
12 Temperaturmessung am Kühlwasserausgang
13 Temperaturmessung im Kühlschirm
14 Kühlwasserkreislauf
15 Kühlwasserkreislaufpumpe
16 Dampferzeuger / Wärmetauscher
17 Dampfabführung
18 Mengenmessung des Kühlschirmwassers
19 Messung der Sauerstoffmenge
20 Messung der Brennstoffmenge
21 Messung der Temperaturdifferenz
22 Regelventil für Sauerstoff
23 Funktionsglied
24 Wärmeaufnahmemittel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung kohlenmonoxid- und
Wasserstoffreicher Rohgase durch Partialoxidation
kohlenstoffhaltiger Einsatzstoffe bei Temperaturen zwischen 1300-1900°C und Drücken bis 10 MPa im Flugstrom, in einem Reaktor bei dem
— in einem Druckmantel (8) ein Flüssigkeits-durchströmter Kühlschirm (2) einen Reaktionsraum (1) begrenzt, — der Kühlschirm mit einem Wärmetauscher (16) und einer
Umwälzpumpe (15) einen Kühlflüssigkeitskreislauf (14) bildet,
— ein Vergasungsbrenner (4) zum Einbringen von staubfein aufgemahlenem, kohlenstoffhaltigem Einsatzstoff (9) und freien Sauerstoff enthaltendem Vergasungsmittel (10) kopfseitig angeordnet ist,
umfassend folgende Maßnahmen:
— Förderung von Einsatzstoff als Gas- Feststoff- Suspension mit Kohlendioxid als Transportgas bei
Suspensionsdichten im Bereich von 200-500 kg/m3 über den
Vergasungsbrenner in den Reaktionsraum (1),
— Partialoxidation des Einsatzstoffes mit dem
Vergasungsmittel in dem Reaktionsraum (1) zu Rohgas,
— Betrieb des Kühlflüssigkeitskreislaufes unterhalb des Siedepunktes der Kühlflüssigkeit,
— Bestimmung der vom Kühlschirm aufgenommenen Wärmemenge durch Messungen der Kühlmittelmenge und der
Kühlmitteltemperatur,
— Verwendung der vom Kühlschirm aufgenommenen Wärmemenge als Regelgröße des Einsatzstoff- Vergasungsmittel- Verhältnisses zur Begrenzung der in den Kühlschirm übertragenen Wärmemenge.
2. Verfahren durch Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Regelung des Einsatzstoff- Vergasungsmittel - Verhältnisses immer nur die Vergasungsmittel - oder die Einsatzstoffmenge verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Bestimmung der vom Kühlschirm aufgenommenen Wärmemenge die Kühlmitteltemperaturen am Kühlmitteleinlass (6) und Kühlmittelauslass (7) gemessen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
die Temperatur am Kühlschirm zusätzlich zum Kühlmittelein- und Kühlmittelauslass an mindestens einer weiteren Stelle (13) des Kühlschirmes gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühlung des Kühlmittels in dem Wärmetauscher (16) indirekt vollzogen und dabei Sattdampf (17) erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer in den Kühlschirm eingetragenen Wärmemenge, die eine Wärmeleistung von 300 KW/m2 erreicht, eine
sicherheitsgerichtete Abschaltung der Zufuhr von
Vergasungsmittel erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
das erzeugte Rohgas durch zielgerichtete
Aufbereitungsmaßnahmen zu Wasserstoff, Synthesegasen oder energetischem Gas qualifiziert wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch
zielgerichtete Aufbereitungsmaßnahmen zur Einstellung des gewünschten CO / H2 - Verhältnisses, zur Kühlung und/oder zur Entfernung von Sauergasen.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohgas mit einer Temperatur von 250-350°C nach einer Rohgaskonvertierung weiteren Aufbereitungsmaßnahmen zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohgas eine Stufe zur Entfernung der Sauergase durchläuft, in der ein Reingas- und ein Sauergasstrom abgezogen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10
dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem Sauergasstrom ein C02- Strom abgetrennt wird, der als Transportgas für die Zuführung der staubförmigen Einsatzstoffe zum Vergasungsreaktor eingesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das erzeugte kohlenmonoxid- und wasserstoffreiche Rohgas für eine Methanolsynthese genutzt wird.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das erzeugte kohlenmonoxid- und wasserstoffreiche Rohgas für eine Dimethyläthersynthese genutzt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das erzeugte kohlenmonoxid- und wasserstoffreiche Rohgas für eine Fischer- Tropsch- Synthese genutzt wird.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das erzeugte kohlenmonoxid- und wasserstoffreiche Rohgas die Herstellung von technischem Wasserstoff genutzt wird.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das erzeugte kohlenmonoxid- und wasserstoffreiche Rohgas für einen Gas- und Dampfturbinenprozess genutzt wird.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das erzeugte kohlenmonoxid- und wasserstoffreiche Rohgas in einer Anlage genutzt wird, die eine Syntheseanlage mit einer Energieanlage kombiniert.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Kühlflüssigkeitskreislauf ein das Sieden vermeidender Druck aufgebaut wird.
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Title
D.A. BELL: "Coal Gasification and it's Applications", 2011, VERLAG ELSEVIER

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