DE102010009936A1

DE102010009936A1 - Process for the allothermal gasification of carbonaceous gasification fuels

Info

Publication number: DE102010009936A1
Application number: DE201010009936
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2011-09-08
Also published as: WO2011107266A3; EP2542652A2; WO2011107266A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur allothermen Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Vergasungsbrennstoffen, bei welchem der Vergasungsbrennstoff in einem Trockner (30) getrocknet und anschließend in einem Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) vergast wird, wobei dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) die für die allotherme Vergasung erforderliche Wärme mittels inerter Wärmeträgermedien, insbesondere feinteiliger Feststoffe, zugeführt wird, welche im Kreislauf durch den Wirbelschichtwasserdampf-vergaser (10) und durch eine separate Wirbelschichtfeuerung (20) geführt werden. Um bei einem derartigen Verfahren weniger problematische Abfälle zu erzeugen und dennoch eine gute Ausbeute an wasserstoffreichem Produktgas zu erzielen, schlägt die Erfindung vor, dass der Vergasungsbrennstoff in dem Trockner (30) in einer Brüdenatmosphäre getrocknet wird und dass beim Trocknen entstehende und erzeugte, rauchgasfreie und wasserdampfhaltige Trocknungsbrüden dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) als Fluidisierungsmedium und als Reaktionsmittel zugeführt werden.The invention relates to a method for the allothermal gasification of solid, carbonaceous gasification fuels, in which the gasification fuel is dried in a dryer (30) and then gasified in a fluidized bed steam gasifier (10), the fluidized bed steam gasifier (10) using the heat required for the allothermal gasification inert heat transfer media, in particular finely divided solids, are fed, which are circulated through the fluidized bed steam gasifier (10) and through a separate fluidized bed furnace (20). In order to generate less problematic waste in such a method and still achieve a good yield of hydrogen-rich product gas, the invention proposes that the gasification fuel be dried in the dryer (30) in a vapor atmosphere and that flue gas-free and generated during drying Steam-containing drying vapors are fed to the fluidized-bed steam gasifier (10) as a fluidization medium and as a reactant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur allothermen Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Vergasungsbrennstoffen, bei welchem der Vergasungsbrennstoff in einem Trockner getrocknet und anschließend in einem Wirbelschichtwasserdampfvergaser vergast wird, wobei dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser die für die allotherme Vergasung erforderliche Wärme mittels inerter Wärmeträgermedien, insbesondere feinteiliger Feststoffe, zugeführt wird, welche im Kreislauf durch den Wirbelschichtwasserdampfvergaser und durch eine separate Wirbelschichtfeuerung geführt werden.The invention relates to a process for the allothermal gasification of solid carbonaceous gasification fuels, in which the gasification fuel is dried in a dryer and then gasified in a fluidized bed steam gasifier, wherein the fluidized bed steam gasifier required for the allothermal gasification heat by inert heat transfer media, in particular finely divided solids, is supplied which are circulated through the fluidized bed steam gasifier and through a separate fluidized bed furnace.

Ein derartiges Verfahren ist nach dem Stand der Technik als sogenannte FERCO-Battelle-Gasification bekannt. (vgl. US 6,808,534 B2 und „Synthesegas aus Biomasse” R. Berger, K. R. G. Hein, Universität Stuttgart ).Such a method is known in the art as so-called FERCO Battelle gasification. (see. US 6,808,534 B2 and "Synthesis gas from biomass" R. Berger, KRG Hein, University of Stuttgart ).

Bei diesen bekannten Verfahren wird ein inertes Wärmeträgermedium – zumeist Quarzsand – in einer mit atmosphärischen Druck betriebenen zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung erhitzt und anschließend aus dieser Wirbelschichtfeuerung nach Abscheidung und Ausleiten der Asche in einen Wirbelschichtwasserdampfvergaser eingetragen. Der Sand gibt dort die in der Wirbelschicht-Feuerung aufgenommene Wärme im direkten Kontakt an den kohlenstoffhaltigen Vergasungsbrennstoff ab, so dass dieser entgast und mit Wasserdampf vergast wird. Nach einer Teilenthitzung wird der Sand zusammen mit dem verbliebenen Restkoks des Vergasungsbrennstoffs und dessen Asche wieder in die Wirbelschichtfeuerung zurückgeführt. Aus dem Restkoks wird in der Wirbelschichtfeuerung durch Verbrennung Wärme entbunden, die zum größten Teil zur Erhitzung von Sand verwendet wird und mit dem Sand der allothermen Vergasung zugeführt wird. Als Fluidisierungsmittel für den Betrieb des Wirbelschichtwasserdampfvergasers und als Reaktionsmittel für die Wasserdampfreformierung wird dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser Wasserdampf zugeführt, der für diesen Zweck gesondert erzeugt und bei der Vergasung verbraucht wird und von unten in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser eingeblasen wird.In these known methods, an inert heat transfer medium - usually quartz sand - heated in an atmospheric pressure operated circulating fluidized bed combustion and then entered from this fluidized bed after deposition and discharge of the ash in a fluidized bed steam gasifier. The sand releases there the heat absorbed in the fluidized-bed furnace in direct contact with the carbon-containing gasification fuel, so that it is degassed and gasified with water vapor. After a Teilenthitzung the sand is returned together with the remaining residual coke of the gasification fuel and its ashes back into the fluidized bed combustion. Heat is released from the residual coke in the fluidized bed combustion by combustion, which is used for the most part for heating sand and is supplied with the sand of the allothermal gasification. As a fluidizing agent for the operation of the fluidized bed steam gasifier and as a reactant for steam reforming steam is supplied to the fluidized bed steam gasifier, which is separately generated for this purpose and consumed in the gasification and is blown from below into the fluidized bed steam gasifier.

Der kohlenstoffhaltige Vergasungsbrennstoff wird bei diesem bekannten Verfahren (Battelle) vor dem Einbringen in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser mit Abwärme aus dem Rauchgas der Wirbelschichtfeuerung in einer rauchgashaltigen Atmosphäre getrocknet.The carbonaceous gasification fuel is dried in this known method (Battelle) prior to introduction into the fluidized bed steam gasifier with waste heat from the flue gas of fluidized bed combustion in a flue gas-containing atmosphere.

Ein Problem bei dem bekannten Verfahren besteht darin, dass bei der vorgezogenen Trocknung des Vergasungsbrennstoffes verunreinigte, ungenutzte Trocknungsbrüden anfallen, die zu entsorgen sind. Diese Trocknungsbrüden enthalten brennstoffabhängig neben Wasserdampf gegebenenfalls Rauchgas, Staub, aus dem kohlenstoffhaltigen Vergasungsbrennstoff ausgetriebene flüchtige Kohlenwasserstoffe und bei höheren Trocknungstemperaturen gegebenenfalls Teerdampf. Wegen dieser Bestandteile dürften diese Trocknungsbrüden erst nach sorgfältiger Reinigung in die Umwelt emittiert werden. Bei dieser Reinigung entstehen belastete Abwässer, deren Entsorgung kostspielig ist.A problem with the known method is that in the advanced drying of the gasification fuel contaminated, unused drying vapors incurred, which are to be disposed of. Depending on the fuel, these drying vapors contain, in addition to water vapor, possibly flue gas, dust, volatile hydrocarbons expelled from the carbonaceous gasification fuel, and optionally, at higher drying temperatures, tar steam. Because of these ingredients, these drying vapors are likely to be emitted only after careful cleaning in the environment. This cleaning results in polluted wastewater, the disposal of which is expensive.

Ein Nachteil ist auch der ständige Verbrauch von aufbereitetem Speisewasser zur Erzeugung des zur Wasserdampfvergasung eingesetzten Wasserdampfes und gegebenenfalls der Primärenergieverbrauch zur Erzeugung dieses Dampfes.A disadvantage is also the constant consumption of treated feed water for generating the water vapor used for steam gasification and optionally the primary energy consumption for generating this steam.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass erheblich weniger problematische Abfälle entstehen, ohne dass die gute Ausbeute an wasserstoffreichem Produktgas beeinträchtigt wird und dass weiterhin das Verfahren im Stoff- und Energieverbrauch weniger aufwändig ist.It is therefore an object of the invention to develop the method of the type mentioned in that significantly less problematic waste produced without the good yield of hydrogen-rich product gas is impaired and that further the process is less expensive in material and energy consumption.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Verfahren der eingangs genannten Art vor, dass der Vergasungsbrennstoff in dem Trockner in einer Brüdenatmosphäre getrocknet wird und dass beim Trocknen entstehende und erzeugte rauchgasfreie und wasserdampfhaltige Trocknungsbrüden dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser als Fluidisierungsmedium und Reaktionsmittel zugeführt werden.To achieve this object, the invention proposes proceeding from the method of the type mentioned above, that the gasification fuel is dried in the dryer in a vapor atmosphere and that generated during drying and produced flue gas-free and steam-containing drying vapors are fed to the fluidized bed steam as a fluidizing medium and reactant.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden die bei der Trocknung des Vergasungsbrennstoffs entstehenden Trocknungsbrüden nicht mehr in die Umwelt abgegeben, sondern zumindest zum größten Teil in dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser stofflich und energetisch verwertet. Dabei dienen die wasserdampfhaltigen Trocknungsbrüden als Fluidisierungsmittel, als Förder- und Treibmittel, als dampfförmiger Wärmeträger und als Reaktionsmittel für die Reformierung. Zugleich wird die in den Brüden enthaltene Energie verwertet. Die weiterhin in den Brüden enthaltenen flüchtigen Kohlenwasserstoffe nehmen an den Reaktionen im Vergaser teil und sorgen damit für eine weitere Anreicherung des Produktgases.In the method according to the invention, the drying vapors produced during the drying of the gasification fuel are no longer released into the environment, but at least for the most part in the fluidized-bed steam gasifier, recycled materially and energetically. The steam-containing drying vapors serve as a fluidizing agent, as a conveying and blowing agent, as a vaporous heat carrier and as a reactant for the reforming. At the same time, the energy contained in the vapors is utilized. The volatile hydrocarbons still contained in the vapors take part in the reactions in the gasifier and thus ensure further enrichment of the product gas.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Trockner als Wirbelschichttrockner ausgebildet ist und auf dem gleichen Druckniveau betrieben wird, wie der Wirbelschichtwasserdampfvergaser und die Wirbelschichtfeuerung. Somit verwendet das Verfahren gemäß der Erfindung drei Hauptkomponenten, nämlich den Wirbelschichttrockner, den Wirbelschichtwasserdampfvergaser und die Wirbelschichtfeuerung, die alle auf dem gleichen Druckniveau kontinuierlich betrieben werden, wodurch der Stoffaustausch (Feststoffe und Gase) zwischen diesen drei Hauptkomponenten erleichtert wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the dryer is designed as a fluidized bed dryer and is operated at the same pressure level as the fluidized bed steam gasifier and fluidized bed combustion. Thus, the process according to the invention uses three main components, namely the fluidized bed dryer, the fluidized bed steam gasifier and the fluidized bed firing, all at the same pressure level continuously be operated, whereby the mass transfer (solids and gases) between these three main components is facilitated.

Wirbelschichtwasserdampfvergaser und Wirbelschichtfeuerung werden als zirkulierende Wirbelschichten betrieben und als solche unterstellt, wenn im Folgenden von Wirbelschichten die Rede ist. Der Wirbelschichttrockner wird mit seiner Tauchheizfläche als stationäre Wirbelschicht betrieben Das Druckniveau kann dem atmosphärischen Druck entsprechen, liegt aber zweckmäßig deutlich darüber, um die chemischen und/oder physikalischen Reaktionen zu beschleunigen, das Produktrohgas entsprechend den Druckanforderungen des Gasverbrauchs bereitzustellen und es sowohl in größeren Leistungseinheiten als auch in kleineren Baueinheiten zu produzieren.Fluidized bed steam gasifier and fluidized bed combustion are operated as circulating fluidized beds and assumed as such, if in the following of fluidized beds is mentioned. The fluidized-bed dryer operates as a stationary fluidized bed with its immersion heating surface. The pressure level may correspond to atmospheric pressure, but is well above that in order to accelerate the chemical and / or physical reactions, to provide the product raw gas according to the pressure requirements of the gas consumption and in larger power units also to produce in smaller units.

Zweckmäßig wird das Verfahren gemäß der Erfindung zur Brenngasversorgung eines angeschlossenen Gas- und Dampf-Kombikraftwerks (GuD-Anlage) verwendet. In diesem Fall ist ein Produktgasdruck des vom Wirbelschichtwasserdampfvergasers erzeugten Produktrohgases auf dem Druckniveau in Höhe des Eingangsdruckes in die Gasturbine des Gas- und Dampf-Kombikraftwerks erforderlich. An dieses Druckniveau müssen unter Berücksichtigung des für den Prozessablauf erforderlichen Druckgefälles auch die Drücke angepasst werden, mit denen der Wirbelschichttrockner und die Wirbelschichtfeuerung betrieben werden.Appropriately, the method is used according to the invention for fuel gas supply of a connected gas and steam combined cycle power plant (CCGT). In this case, a product gas pressure of the product raw gas produced by the fluidized bed steam gasifier at the pressure level at the level of the inlet pressure into the gas turbine of the gas and steam combined cycle power plant is required. Taking into account the pressure gradient required for the process flow, the pressures at which the fluidized-bed dryer and the fluidized-bed furnace are operated must also be adapted to this pressure level.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung sieht vor, dass dem Wirbelschichttrockner der Vergasungsbrennstoff und feinteilige Feststoffe, insbesondere benötigte Zusatzstoffe wie Kalk und gegebenenfalls weitere Zuschlagstoffe und Zusatzsand in Form einer wässrigen Brennstoffpaste mit definiertem Wassergehalt in einer kontinuierlichen Förderung zugeführt werden, wobei der Wassergehalt der Brennstoffpaste mindestens dem Wasserdampfbedarf des Wirbelschichtwasserdampfvergasers und darüber hinaus mindestens dem zur Pastenförderung erforderlichen Pastenwassergehalt entspricht.A particularly preferred embodiment of the method according to the invention provides that the fluidized bed dryer, the gasification fuel and finely divided solids, in particular required additives such as lime and optionally further additives and additional sand are supplied in the form of an aqueous fuel paste with a defined water content in a continuous promotion, the water content the fuel paste corresponds at least to the steam demand of the fluidized bed steam gasifier and moreover at least the paste water content required for the production of pastes.

Der Vergasungsbrennstoff in Form einer wässrigen Brennstoffpaste bietet eine Reihe von Vorteilen. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, dass man eine solche Brennstoffpaste auf einfache Weise mit einer Dickstoffpumpe fördern und mit ausreichendem Druck in den Wirbelschichttrockner einbringen kann. Durch die Einhaltung einer definierten Wassermenge in der Brennstoffpaste hat man außerdem die in den Trocknungsprozess eingebrachte Wassermenge und damit die in den Trocknungsbrüden enthaltene und dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser zugeführte Menge an Wasserdampf unter Kontrolle. Schließlich können in diese Brennstoffpaste neben dem Vergasungsbrennstoff Zusatzstoffe insbesondere Zusatzsand zur Deckung von Stoffverlusten etwa durch mit dem Rauchgas abgeführten Sandabrieb und weiterhin benötigte Zuschlagstoffe wie Kalk und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe eingemischt werden, so dass auf gesonderte Eingabevorrichtungen für diese zusätzlichen Feststoffe verzichtet werden kann.The gasification fuel in the form of an aqueous fuel paste offers a number of advantages. A significant advantage is that you can promote such a fuel paste in a simple manner with a slurry pump and can bring with sufficient pressure in the fluidized bed dryer. By maintaining a defined amount of water in the fuel paste also has the introduced into the drying process amount of water and thus the amount contained in the drying vapors and the fluidized bed steam carburetor supplied amount of water vapor under control. Finally, in addition to the gasification fuel additives can be mixed in particular additional sand to cover material losses such as discharged with the flue gas sand abrasion and further required additives such as lime and possibly other additives, so that can be dispensed with separate input devices for these additional solids.

Falls für den Pumpvorgang der Dickstoffpumpe ein höherer Wassergehalt in der Brennstoffpaste benötigt wird, als für die nachfolgende Vergasung günstig ist, ist die im Wirbelschichttrockner angeordnete Eingabevorrichtung für die Brennstoffpaste mit einer Entwässerungseinrichtung versehen, mittels derer die mit der Brennstoffpaste in den Wirbelschichttrockner eingetragene Wassermenge regulierbar ist und verringert werden kann.If a higher water content in the fuel paste is required for pumping the slurry pump than is favorable for the subsequent gasification, the fuel paste input device provided in the fluidized bed dryer is provided with a drainage device by means of which the amount of water introduced into the fluidized bed dryer with the fuel paste can be regulated and can be reduced.

Im Trockner erzeugte, über den Bedarf im Vergaser hinaus überschüssige Trocknungsbrüden werden über ein Überströmventil geeigneten Brüdenhilfseinrichtungen (nicht erläutert) für betriebliche Verwendungen und insbesondere bei ständigem Brüdenüberschuß einer Brüdenkondensation (nicht dargestellt) zugeführt.In the dryer produced, beyond the demand in the carburetor addition excess drying vapors are supplied via a spill valve suitable Brüdenhilfseinrichtungen (not explained) for operational applications and in particular with constant vapor excess of a vapor condensation (not shown).

Mit Einbindung der Brüdenkondensation in den Speisewasser-Dampf-Kreislauf des GuD-Kraftwerks, das den Entnahmedampf zur Trocknung liefert, wird ein Teil der mit dem Entnahmedampf entnommenen und zur Vergasung nicht verbrauchten Wärme in den Speisewasser-Dampf-Kreislauf zurück geführt.By incorporating the vapor condensation in the feedwater-steam cycle of the CCGT power plant, which supplies the withdrawal steam for drying, a part of the extracted with the withdrawal steam and not consumed for gasification heat in the feedwater-steam cycle is returned.

Um die für den Betrieb der Wirbelschicht-Feuerung erforderliche Menge an Restkoks zur Verbrennung und Wärmentbindung, insbesondere von Wärme für die allotherme Vergasung, sicherzustellen, wird mit Hilfe der dem Wirbelschichttrockner mit der Brennstoffpaste zugeführten Wassermenge die dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser mit den Trocknungsbrüden zugeführte Wasserdampfmenge so eingestellt, dass die bei der Vergasung zurückbleibende Restkoksmenge ausreicht, den Wirbelschichtwasserdampfvergaser mit allothermer Wärme zu versorgen. Ein Grossteil der in der Wirbelschichtfeuerung entbundenen Wärme reicht aus, die Wärmeträgerteilchen zu erhitzen und mit Wärme zur Vergasung aufzuladen. Dieser Teil der Vergasungswärme wird mit den Wärmeträgerteilchen in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser transportiert. Hierdurch ist es möglich, das Verfahren mit Hilfe der Wirbelschichtfeuerung im Bereich der Wirbelschichtwasserdampfvergasung energetisch autark zu betreiben.In order to ensure the amount of residual coke required for the operation of the fluidized bed combustion for combustion and heat bonding, in particular heat for allothermic gasification, with the aid of the fluidized bed dryer with the fuel paste amount of water supplied to the fluidized bed steam carburetor with the drying vapors supplied amount of water adjusted so that the residual coke amount remaining in the gasification is sufficient to supply the fluidized-bed steam gasifier with allothermal heat. A large part of the heat released in fluidized bed firing is sufficient to heat the heat carrier particles and to charge them with heat for gasification. This part of the gasification heat is transported with the heat carrier particles in the fluidized bed steam gasifier. This makes it possible to operate the process using the fluidized bed combustion in the field of fluidized bed steam gasification energetically self-sufficient.

Zum Zwecke der Wärmerückgewinnung ist weiterhin vorgesehen, dass die Wärme aus Überschußbrüden der Trocknung durch Brüdenkondensation in den Wasserdampfkreislauf eines Dampfkraftwerkes, insbesondere des an den Prozess angeschlossenen Gas- und Dampf-Kombikraftwerks (GuD-Anlage) zurückgeführt wird.For the purpose of heat recovery is further provided that the heat from excess vapor of the drying by vapor condensation in the steam cycle of a steam power plant, in particular to the process connected gas and steam combined cycle power plant (CCGT) is returned.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Wirbelschichttrockner durch Tauchheizkörper beheizt wird, deren Tauchheizflächen mit Entnahmedampf aus der Dampfturbine eines Dampfkraftwerks, beispielsweise des angeschlossenen Gas- und Dampf-Kombikraftwerks (GUD-Anlage) beheizt werden. Durch die Verwendung von Tauchheizkörpern in dem Wirbelschichttrockner wird erreicht, dass im Bereich der Trocknung keine Fremdstoffe in den Abdampf und dessen Kondensat im Speisewasser-Dampfkreislauf des Dampfkraftwerks gelangen, welches die Trocknungswärme bereitstellt.It is further provided that the fluidized bed dryer is heated by immersion heaters whose Tauchheizflächen are heated with extraction steam from the steam turbine of a steam power plant, such as the connected gas and steam combined cycle power plant (GUD plant). The use of immersion heaters in the fluidized bed dryer ensures that no foreign matter in the exhaust steam and its condensate in the feed water steam cycle of the steam power plant reach in the drying, which provides the heat of drying.

Das Verfahren ist gemäß der Erfindung ist im Bereich der Trocknung und der Vergasung hinsichtlich des Wasserbedarfs stofflich autark. Für das Verfahren genügt die Wasserqualität des Brennstoffwassers und des Pastenwassers. Es verbraucht und benötigt zur Brüdenerzeugung im Wirbelschichttrockner und zur Wirbelschichtwasserdampfvergasung kein aufbereitetes, kostspieliges Speisewasser, das zur Dampferzeugung und Dampfversorgung üblicherweise erforderlich ist.The process according to the invention is materially self-sufficient in the field of drying and gasification with respect to the water requirement. For the process, the water quality of the fuel water and the paste water is sufficient. It consumes and requires no conditioned, expensive feed water for vapor generation in the fluidized bed dryer and fluidized bed steam gasification, which is usually required for steam generation and steam supply.

Über die Intensität der Beheizung der Tauchheizkörper lassen sich der Energieeintrag in den Wirbelschichttrockner und damit die Brüdenerzeugung im Wirbelschichttrockner und der sich dort ausbildende Druck der Trocknungsbrüden beeinflussen, der auf dem gleichen Druckniveau, aber geringfügig über dem Druck des in dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser erzeugten Rohgases liegen muss.About the intensity of the heating of the immersion heaters can be the energy input into the fluidized bed dryer and thus the vapor generation in the fluidized bed dryer and influence there forming pressure of the drying vapors, which must be at the same pressure level, but slightly above the pressure of the raw gas generated in the fluidized bed steam gasifier.

Um das Trocknungsbrüdennetz hinreichend staubfrei zu halten, ist weiterhin vorgesehen, dass die Trocknungsbrüden vor Eintritt in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser von Feststoff befreit werden und die abgeschiedenen Feststoffe in den Wirbelschichttrockner zurückgeführt werden. Hierdurch wird zugleich vermieden, dass Teile des Trocknungsbrüdennetzes durch Feststoffablagerungen blockiert werden.In order to keep the Trocknungsbrüdennetz sufficiently dust-free, it is further provided that the drying vapors are freed of solid before entering the fluidized bed steam gasifier and the separated solids are recycled to the fluidized bed dryer. As a result, it is at the same time avoided that parts of the Trocknungsbrüdennetzes be blocked by solid deposits.

Zur Verbesserung des Vergasungsvorgangs in dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser werden die Trocknungsbrüden zweckmäßig vor dem Eintritt in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser durch Wärmeaustausch mit dem Rohgas und Dampf aus dem angeschlossenen Gas- und Dampfkombikraftwerk oder mit dem Abgas aus dessen Gasturbine überhitzt.To improve the gasification process in the fluidized bed steam gasifier, the drying vapors are expediently overheated before entering the Wirbelschichtwasserdampfvergaser by heat exchange with the raw gas and steam from the connected gas and steam combined cycle power plant or with the exhaust gas from the gas turbine.

Dieser Wärmeaustausch wird auf eine untere Rohgastemperatur oberhalb der Teerkondensationstemperatur begrenzt, um die vorzeitige Abscheidung von Teer aus dem Rohgas im Wärmetauscher und im Rohgasnetz zu vermeiden. Hierdurch gelangen die im Rohgas enthaltenen Teerdämpfe unmittelbar in Verbrennungsraum die Brennkammer des Gasturbine den des Gas- und Dampf-Kombikraftwerks und werden dort vollständig verbrannt.This heat exchange is limited to a lower raw gas temperature above the Teerkondensationstemperatur to avoid the premature deposition of tar from the raw gas in the heat exchanger and the raw gas network. As a result, the tar vapors contained in the raw gas pass directly into the combustion chamber, the combustion chamber of the gas turbine that of the gas and steam combined cycle power plant and are completely burned there.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung sind die Trocknungsbrüden eine der drei Verfahrenskomponenten: Vergasungsbrennstoff, wasserdampfhaltige Trocknungsbrüden und Vergasungswärme. Die Trocknungsbrüden dienen daneben im Bereich des Wirbelschichttrockners und des Wirbelschichtwasserdampfvergasers einerseits als Träger- und Fördermedium und andererseits als Sperrmedium an deren Feststoffeingabevorrichtungen. Dementsprechend kann beim Verfahren gemäß der Erfindung in diesem Bereich völlig auf andere Druckmedien verzichtet werden.In the process according to the invention, the drying vapors are one of the three process components: gasification fuel, steam-containing drying vapors and gasification heat. The drying vapors serve next to in the field of fluidized bed dryer and the fluidized bed steam gasifier on the one hand as a carrier and conveying medium and on the other hand as a barrier medium at their solids input devices. Accordingly, in the process according to the invention in this area can be completely dispensed with other print media.

Schließlich dient im Bereich der Wirbelschichtfeuerung druckerhöhtes Rauchgas als Fördermedium sowie als Sperrmedium an deren Feststoffeingabevorrichtung.Finally, in the field of fluidized-bed combustion, pressure-increased flue gas serves as a conveying medium and as a blocking medium on its solid-material input device.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein entsprechendes Verfahrens- und Anlageschema zeigt.An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, which shows a corresponding method and system layout.

In der verwendeten Dezimalgliederung der verwendeten Bezugsziffern sind als zusammengehörige Anlageteile jeweils zu Gruppen zusammengefasst worden, und zwar wie folgt:

10 Wirbelschichtwasserdampfvergaser (Diesem werden zugeführt: – über 11: Vergasungsbrennstoff, Zusatz- und Zuschlagstoffe, alle mit Trocknungstemperatur, – über 34.8: wasserdampfhaltige, überhitzte Trocknungsbrüden, verteilt über 10.2, 11, 18 und – über 18: Wärme mit erhitzten, festen Wärmeträgerteilchen zusammen mit überhitztem Brüdendampf über 34.8, verteilt über 10.2, 11 und 18. Aus diesem werden abgeführt: – über 14.1: Rohgas, mit Feststoffgemisch beladen, enthaltend Wärmeträgerteilchen, Asche, Restkoks, Kalk, Kalkverbindungen, alle auf Vergasungs- und Reaktionstemperatur enthitzt,)
10.1 Vergasungswirbelschicht (zirkulierend; hier wird allotherme Wärme von den über 18 zugeführten, erhitzten, Wärmeträgerteilchen auf das über 11 zugeführte Gemisch aus Vergasungsbrennstoff, Zusatz- und Zuschlagstoffen übertragen. Durch diese Wärmeübertragung wird in dieser Wirbelschicht die erforderlich Vergasungs- und Reaktionstemperatur erreicht, welche der Rohgastemperatur entspricht.)
10.2 Düsenboden (für Tragbrüden)
10.3 Brüdenkasten
11 Eingabe-Vorrichtung (für Vergasungsbrennstoff, Zusatz- und Zuschlagstoffe, alle getrocknet, Eingabe mit überhitzten Förderbrüden, Temperatur gleich Trocknungstemperatur)
14 Rohgasnetz
14.1 Rohgasleitung (von 10 nach 15; Rohgas/Feststoffgemisch; Temperatur gleich Vergasungstemperatur)
14.2 Rohgasleitung (von 15 nach 37; Rohgas, von Feststoff befreit, noch staubhaltig; Temperatur gleich Vergasungstemperatur)
14.3 Rohgasleitung (von 37 nach 60, Rohgas, noch staubhaltig; Temperatur über die Teerdampf-Kondensationstemperatur angehoben)
15 Rohgaszyklon (Trennung von Rohgas und Feststoffgemisch; Temperatur gleich Vergasungstemperatur)
15.1 Querverbindung (Feststoffgemisch von 15 nach 28; Gemischtemperatur gleich Vergasungstemperatur)
18 Eingabevorrichtung (für erhitzte, feste, Wärmeträgerteilchen in den Wirbelschichtwasserdampf-vergaser; Temperatur vor 18 gleich Temperatur der Wirbelschichtfeuerung 20)
19 Austragsvorrichtung (Grobteile)
20 Wirbelschichtfeuerung (Dieser werden zugeführt: – Über 28: – Ein Gemisch aus festen Wärmeträgerteilchen, Sand, Asche, Zuschlagstoffen und Restkoks; alle enthitzt auf Vergasungstemperatur. – Über 20.2: – Verbrennungsluft, erhitzt mit Abwärme aus dem Rauchgas. Aus dieser werden abgeführt: – Über 24.1: – Auf die Temperatur der Wirbelschichtfeuerung erhitztes Rauchgas beladen mit festen, erhitzten Wärmeträgerteilchen, Asche und Kalkverbindungen.
20.1 Feuerungswirbelschicht (zirkulierend; Verbrennung und Wärmeentbindung aus Vergasungsrestkoks, Aufladung der Wärmeträgerteilchen mit allothermer Wärme; dabei erreichen die Wärmeträgerteilchen, die Asche und die Kalkverbindungen die Temperatur der Wirbelschichtfeuerung)
20.2 Düsenboden (Verbrennungsluft)
20.3 Luftkasten
22 Verbrennungsluftnetz
22.1 Frischluftansaugung
22.2 Frischluftgebläse (Verbrennungsluftverdichter)
22.3 Luftleitung (Kaltluft)
22.4 Luftleitung (Heißluft)
24 Rauchgasnetz
24.1 Rauchgasleitung (von 20 nach 25; Rauchgas mit festen Wärmeträgerteilchen beladen; feste Wärmeträgerteilchen mit allothermer Wärme aufgeladen; Temperatur gleich Temperatur der Wirbelschichtfeuerung)
24.2 Rauchgasleitung (von 25 nach 27; Rauchgas, noch staubhaltig; Temperatur gleich Temperatur der Wirbelschichtfeuerung),
24.3 Rauchgasleitung, (von 27 nach 80 und nach 24.4; kalt, Rauchgas staubhaltig)
24.4 Druckerhöhungsgebläse, (Druckerhöhung des kalten Förderrauchgases für 28)
24.5 Rauchgaszweigleitung (von 24.4 nach 28, kaltes, druckerhöhtes Förderrauchgas)
25 Rauchgaszyklon (Trennung von erhitzten, festen, wärmeaufgeladenen Wärmeträgerteilchen und heißem Rauchgas; die Temperatur von Rauchgas und Wärmeträgerteilchen entspricht der Temperatur der Wirbelschichtfeuerung)
25.1 Querverbindung (von 25 nach 18; für erhitzte, feste, wärmeaufgeladene Wärmeträgerteilchen; die Temperatur der Wärmeträgerteilchen entspricht der Temperatur der Wirbelschichtfeuerung)
27 Rauchgas/Luftvorwärmer
28 Eingabevorrichtung (von 15 nach 20, Eintrag von enthitzten, festen wärmeentladenen Wärmeträgerteilchen, auf Vergasungstemperatur enthitzt; zur Wiederaufladung der Wärmeträgerteilchen mit allothermer Wärme in 20)
29 Austragsvorrichtung (Grobteile)
30 Wirbelschichttrockner (im Innenraum in der Wirbelschicht: angeordnet: – dampfbeheizte Tauchheizfläche 38; – im Innen- und Freiraum oberhalb der Wirbelschicht angeordnet: – Einspritzvorrichtung 32.4 und Entwässerungsvorrichtung 32.5 für Verteilung und Entwässerung der zugeführten Brennstoffpaste)
30.1 Trocknerwirbelschicht
30.2 Düsenboden (für rückgeführte Tragbrüden)
30.3 Brüdenkasten (für rückgeführte Tragbrüden)
31 Eingabevorrichtung (für in 35 aus den erzeugten Brüden abgeschiedenen und über 31 nach 30 zurückgeführten Staub)
32 Pastenbehälter
32.1 Saugleitung
32.2 Dickstoffpumpe
32.3 Pastendruckleitung
32.4 Eingabevorrichtung (Eintrag und Verteilung der Paste im Trockner 30)
32.5 Entwässerungsvorrichtung (mechanische Entwässerung und Trennung der Paste in nassen Brennstoff und abgeschiedenes Pastenwasser)
32.6 Verbindungsleitung (Rückführung von Pastenwasser nach 40),
33 Austragsvorrichtung (aus Wirbelschichttrockner 30, Trockenbrennstoff, Zusatz- und Zuschlagstoffe),
33.1 Zuteiler (für Trockenbrennstoff aus Austragsvorrichtung 33 in Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10),
34 Brüdenverteilungsnetz (Brüdentemperatur gleich Trocknungstemperatur,)
34.1 Brüdenleitung (staubhaltige Brüden; Brüdentemperatur gleich Trocknungstemperatur)
34.2 Brüdenleitung (reststaubhaltige Brüden; Brüdentemperatur gleich Trocknungstemperatur),
34.3 Brüdengebläse (zur Druckerhöhung der reststaubhaltigen, Trag- und Förderbrüden; Temperatur gleich der Trocknungstemperatur)
34.4 Brüdenleitung (Zuführung der druckerhöhten, Trag- und Förderbrüden zum Brüdenkasten 30.3 und Eintrag 31; Temperatur gleich der Trocknungstemperatur)
34.5 Überströmventil (Umleitung von Überschußbrüden; Temperatur gleich der Trocknungstemperatur),
34.6 Brüdenleitung (von 34.5 nach Brüdenkondensation und Brüdenhilfseinrichtungen 50; Temperatur gleich der Trocknungstemperatur),
34.7 Brüdenleitung (von 36 nach 37; Temperatur gleich Brüdentemperatur hinter 36)
34.8 Brüdenleitung (von 37 nach 10.3, 11, 18; Temperatur gleich Brüdentemperatur hinter 37)
35.1 Staubleitung (in 35 aus erzeugten Brüden abgeschiedener und zum Eintrag 31 in den Wirbelschichtrockner 30 zurückgeführter Staub)
36 Dampf-Brüden-Wärmetauscher (Brüdenüberhitzung mit Dampf aus dem GuD-Kraftwerk 70)
36.1 Dampfleitung (vom GuD-Kraftwerk 70 zum Dampf-Brüden-Wärmetauscher 36)
36.2 Dampfleitung (vom Dampf-Brüden-Wärmetauscher 36 zu einem Dampf-Enthitzer (nicht dargestellt) vor Tauchheizkörper 38)
37 Rohgas-Brüden-Wärmetauscher (Rohgas-Teilenthitzung auf Temperaturen oberhalb der Teerdampfkondensation; gleichzeitig Brüdenüberhitzung),
38 Tauchheizkörper (im Wirbelschichttrockner in der Wirbelschicht angeordnet),
38.1 Dampfleitung (von nicht dargestelltem Dampfenthitzer hinter dem Dampf-Brüden-Wärmetauscher 36 zum Tauchheizkörper 38),
38.2 Kondensatrücklaufleitung (von Tauchheizkörper 38 zum Wasserdampfkreislauf des GuD-Kraftwerks 70)
39 Austragsvorrichtung (für Grobteile),
40 Pastenzubereitung
50 Überschussbrüdenkondensation, Hilfseinrichtungen (für Überschußbrüden)
60 Rohgasaufbereitung
70 GuD-Anlage
80 Rauchgasentstaubung (ggf. mit Rauchgasturbine als Verdichterantrieb für Verbrennungsluft)

In the decimal structure of the reference numerals used, the associated plant parts have each been grouped together, as follows:

10 Fluidised bed steam gasifier (These are supplied: - over 11 : Gasification fuel, additives and aggregates, all with drying temperature, - over 34.8 : steam-containing, overheated drying vapors, distributed over 10.2 . 11 . 18 and over 18 : Heat with heated, solid heat carrier particles along with superheated steam over 34.8 , spread over 10.2 . 11 and 18 , From this are discharged: - over 14.1 : Raw gas, loaded with solid mixture, containing heat carrier particles, ash, residual coke, lime, lime compounds, all at gasification and reaction temperature,
10.1 Gasification fluidized bed (circulating, where allothermal heat from the over 18 supplied, heated, heat transfer particles on the over 11 transferred mixture of gasification fuel, additives and aggregates. As a result of this heat transfer, the required gasification and reaction temperature, which corresponds to the raw gas temperature, is achieved in this fluidized bed.)
10.2 Nozzle bottom (for carrying strains)
10.3 Brüdenkasten
11 Input device (for gasification fuel, additives and aggregates, all dried, input with superheated delivery vapors, temperature equal to drying temperature)
14 Rohgasnetz
14.1 Raw gas line (from 10 to 15 ; Crude gas / solid mixture; Temperature equal to gasification temperature)
14.2 Raw gas line (from 15 to 37 ; Crude gas, freed of solids, still containing dust; Temperature equal to gasification temperature)
14.3 Raw gas line (from 37 to 60 , Crude gas, still dusty; Temperature raised above the Teerdampf condensation temperature)
15 Crude gas cyclone (separation of raw gas and solid mixture, temperature equal to gasification temperature)
15.1 Crosslink (solid mixture of 15 to 28 ; Mixture temperature equal to gasification temperature)
18 Input device (for heated, solid, heat carrier particles in the fluidised bed steam evaporator; 18 equal temperature of fluidized bed firing 20 )
19 Discharge device (coarse parts)
20 Fluidised bed combustion (These are supplied: - About 28 : - a mixture of solid heat carrier particles, sand, ash, aggregates and residual coke; all is at gasification temperature. - About 20.2 : - Combustion air, heated with waste heat from the flue gas. From this are discharged: - About 24.1 : - Flue gas heated to the temperature of the fluidised bed combustion system loaded with solid, heated heat carrier particles, ash and lime compounds.
20.1 Combustion fluid bed (circulating, combustion and heat release from gasification coke, charging of the heat carrier particles with allothermal heat, whereby the heat carrier particles, the ash and the lime compounds reach the temperature of the fluidized bed combustion)
20.2 Nozzle bottom (combustion air)
20.3 air box
22 Combustion air system
22.1 Fresh air
22.2 Fresh air blower (combustion air compressor)
22.3 Air line (cold air)
22.4 Air line (hot air)
24 Flue gas network
24.1 Flue gas line (from 20 to 25 ; Flue gas loaded with solid heat carrier particles; solid heat carrier particles charged with allothermal heat; Temperature equals temperature of the fluidized bed combustion)
24.2 Flue gas line (from 25 to 27 ; Flue gas, still dusty; Temperature is equal to the temperature of the fluidized bed combustion),
24.3 Flue gas line, (from 27 to 80 and after 24.4 ; cold, flue gas containing dust)
24.4 Pressure booster blower, (pressure increase of the cold feed smoke gas for 28 )
24.5 Flue gas branch line (from 24.4 to 28 , cold, pressurized production flue gas)
25 Flue gas cyclone (separation of heated, solid, heat-laden heat transfer particles and hot flue gas, the temperature of flue gas and heat transfer medium particles corresponds to the temperature of the fluidized bed furnace)
25.1 Cross connection (from 25 to 18 ; for heated, solid, heat-charged heat transfer particles; the temperature of the heat carrier particles corresponds to the temperature of the fluidized bed combustion)
27 Flue gas / air preheater
28 Input device (from 15 to 20 , Entry of de-entrained, solid heat-dissipated heat carrier particles, de-gasified to gasification temperature; for recharging the heat carrier particles with allothermal heat in 20 )
29 Discharge device (coarse parts)
30 Fluidized bed dryer (in the interior in the fluidized bed: arranged: - steam-heated immersion heating 38 ; - Located in the interior and free space above the fluidized bed: - injection device 32.4 and drainage device 32.5 for distribution and dewatering of the supplied fuel paste)
30.1 Fluidized bed dryer
30.2 Nozzle bottom (for returned carrier vapors)
30.3 Vapor box (for returned carrier vapors)
31 Input device (for in 35 separated from the generated vapors and over 31 to 30 returned dust)
32 paste container
32.1 suction
32.2 Sludge pump
32.3 Paste pressure line
32.4 Input device (entry and distribution of the paste in the dryer 30 )
32.5 Dewatering device (mechanical dewatering and separation of the paste into wet fuel and separated paste water)
32.6 Connecting line (return of paste water after 40 )
33 Discharge device (from fluidized bed dryer 30 , Dry fuel, additives and additives),
33.1 Dispenser (for dry fuel from the discharge device 33 in fluidized bed steam gasifier 10 )
34 Brüdenverteilungsnetz (Brüdentemperatur equal drying temperature,)
34.1 Brüdenleitung (dust-containing vapors, Brüdentemperatur equal drying temperature)
34.2 Brüdenleitung (vapors containing residual dust, Brüdentemperatur equal drying temperature),
34.3 Brüdengebläse (to increase the pressure of residual dust-containing, carrier and delivery vapors, temperature equal to the drying temperature)
34.4 Brüdenleitung (supply of pressure-elevated, carrier and delivery vapors to the vapor box 30.3 and entry 31 ; Temperature equal to the drying temperature)
34.5 Overflow valve (diversion of excess vapor, temperature equal to the drying temperature),
34.6 Vapor line (from 34.5 after vapor condensation and vapor aid facilities 50 ; Temperature equal to the drying temperature),
34.7 Vapor line (from 36 to 37 ; Temperature equal to Brüdentemperatur behind 36 )
34.8 Vapor line (from 37 to 10.3 . 11 . 18 ; Temperature equal to Brüdentemperatur behind 37 )
35.1 Dust line (in 35 from generated vapors deposited and to the entry 31 in the fluidized bed dryer 30 returned dust)
36 Steam-Brüden heat exchanger (vapor overheating with steam from the combined cycle power plant 70 )
36.1 Steam line (from the combined cycle power plant 70 to the vapor-vapor heat exchanger 36 )
36.2 Steam line (from the vapor-vapor heat exchanger 36 to a steam desuperheater (not shown) before immersion heater 38 )
37 Crude gas-vapor heat exchanger (raw gas partial deaeration to temperatures above the Teerdampfkondensation, at the same time vapor overheating),
38 Immersion heater (arranged in the fluidized bed dryer in the fluidized bed),
38.1 Steam line (from unillustrated steam thinner behind the steam-vapor heat exchanger 36 to the immersion heater 38 )
38.2 Condensate return line (from immersion heater 38 to the steam cycle of the combined cycle power plant 70 )
39 Discharge device (for coarse parts),
40 paste preparation
50 Excess vapor condensation, auxiliary equipment (for excess vapors)
60 raw gas
70 CCPP
80 Flue gas dedusting (possibly with smoke gas turbine as compressor drive for combustion air)

In der Zeichnung kennzeichnen gegliederte Bezugszeichen Hauptkomponenten, zugehörige Komponenten und Verbindungen. Der Wirbelschichtwasserdampfvergaser ist mit dem Bezugszeichen 10, die Wirbelschichtfeuerung mit dem Bezugszeichen 20 und der Wirbelschichttrockner in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet. Der Wirbelschichttrockner 30, der Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 und die Wirbelschichtfeuerung 20 sind die drei Hauptanlagekomponenten des Verfahrens gemäß der Erfindung.In the drawing, broken reference numerals designate main components, related components and connections. The fluidized bed steam gasifier is denoted by the reference numeral 10 , the fluidized bed with the reference numeral 20 and the fluidized bed dryer in its entirety by the reference numeral 30 designated. The fluidized bed dryer 30 , the fluidized bed steam gasifier 10 and fluidized bed firing 20 are the three main components of the process according to the invention.

Die erste und die zweite Verfahrenskomponente sind trockener Vergasungsbrennstoff einerseits und dampfhaltige Trocknungsbrüden andererseits, die beide in dem Wirbelschichttrockner 30 aus einer wässrigen Brennstoffpaste hergestellt werden. Die dritte Verfahrenskomponente ist Wärme, die zusammen mit der fühlbaren Rauchgaswärme aus Vergasungsrestkoks in der Wirbelschichtfeuerung 20 entbunden wird und die mit umlaufenden Feststoffteilchen als Wärmeträger aus der Feuerungswirbelschicht 20.1 in die Vergasungswirbelschicht 10.1 transportiert wird.The first and the second process components are dry gasification fuel on the one hand and steam-containing drying vapors on the other hand, both in the fluidized-bed dryer 30 be prepared from an aqueous fuel paste. The third process component is heat, which, together with the sensible flue gas heat from Vergasungsrestkoks in fluidized bed combustion 20 is released and with circulating solid particles as heat transfer from the Feuerungswirbelschicht 20.1 into the gasification fluidized bed 10.1 is transported.

Ein Brüdenverteilungsnetz 34 aus den Netzteilen 34.1 bis 34.8 verbindet den Wirbelschichttrockner 30 mit dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 und über diesen mit dem Rohgasnetz 14 aus den Netzteilen 14.1 bis 14.3. Das Brüdennetz 34 und das Rohgasnetz 14 bilden mit dem Wirbelschichttrockner 30 als Brüdenerzeuger und Brüdendruckerzeuger und dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 einen zusammenhängenden Druckbereich.A vapor distribution network 34 from the power supplies 34.1 to 34.8 connects the fluidized bed dryer 30 with the fluidized bed steam gasifier 10 and about this with the raw gas network 14 from the power supplies 14.1 to 14.3 , The vapor network 34 and the raw gas network 14 form with the fluidized bed dryer 30 as Brüdenerzeuger and Brüdendruckerzeuger and the Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 a contiguous print area.

Ein Rauchgasnetz 24 aus den Netzteilen 24.1 bis 24.5 ist über die Wirbelschichtfeuerung 20 als Rauchgaserzeuger mit einem Verbrennungsluftnetz 22 aus den Netzteilen 22.1 bis 22.4 verbunden. Hinter einem Rauchgas/Luft-Wärmetauscher 27, der die fühlbare Rauchgaswärme auf die Verbrennungsluft überträgt, sie erhitzt und das Rauchgas abkühlt, schließt sich über eine Rauchgasleitung 24.3 eine Rauchgasaufbereitung 80 an. Das Rauchgasnetz 24 und das Verbrennungsluftnetz 22 bilden mit dem Frischluftgebläse 22.2 als Druckerzeuger und der Wirbelschichtfeuerung 20 für sich einen eigenen Druckbereich. A flue gas network 24 from the power supplies 24.1 to 24.5 is about the fluidized bed firing 20 as a flue gas generator with a combustion air network 22 from the power supplies 22.1 to 22.4 connected. Behind a flue gas / air heat exchanger 27 , which transfers the sensible flue gas heat to the combustion air, heats it and cools the flue gas, closes over a flue gas duct 24.3 a flue gas treatment 80 at. The flue gas network 24 and the combustion air network 22 make up with the fresh air blower 22.2 as a pressure generator and fluidized bed combustion 20 its own printing area.

Der Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 (erste Anlagenkomponente) hat ein Gehäuse, welches unten mit einem Düsenboden 10.2 und darunter mit einem Brüdenkasten 10.3 versehen ist, über den wasserdampfhaltige Trocknungsbrüden als Trag- und Reaktionsmittel in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 eingeblasen werden. Der Innenraum des Wirbelschichtwasserdampfvergasers 10 ist oberhalb des Düsenboden 10.2 mit einer durch die aufsteigenden, wasserdampfhaltigen Trocknungsbrüden fluidisierten Vergasungswirbelschicht 10.1 ausgefüllt, welche aus einem innigen Gemisch aus getrockneten Vergasungsbrennstoffteilchen, Zusatz- und Zuschlag-Stoffteilchen und einem körnigen, inerten Wärmeträgermedium, beispielsweise aus Asche und Quarzsand, besteht.The fluidized bed steam gasifier 10 (first system component) has a housing which bottom with a nozzle bottom 10.2 and below with a vapor box 10.3 is provided on the steam-containing drying vapors as a carrier and reactant in the fluidized bed steam gasifier 10 be blown. The interior of the fluidized bed steam gasifier 10 is above the nozzle bottom 10.2 with a gasification fluidized bed fluidized by the ascending, steam-containing drying vapors 10.1 filled, which consists of an intimate mixture of dried gasification fuel particles, additive and aggregate particulate matter and a granular, inert heat transfer medium, such as ash and quartz sand.

An den Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 schließt sich oben eine Rohgasleitung 14.1 an, über welche das mit einem Gemisch aus auf Vergasungstemperatur enthitzten Feststoffwärmeträgern und Vergasungsrestkoks beladene Rohgas aus dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 ausgetragen wird. An diese Rohgasleitung 14.1 schließt sich ein Rohgaszyklon 15 an, in welchem das Rohgas von mitgeförderten, enthitzten Feststoffteilchen befreit wird. Aus dem Rohgaszyklon 15 wird nach oben das staubhaltige heiße Rohgas ausgetragen, über eine Rohgasleitung 14.2 zu einem Rohgas/Brüden-Wärmetauscher 37 geführt, darin auf eine Temperatur oberhalb beginnender Teerdampfkondensation gekühlt und danach in einem Staubfilter einer Rohgasaufbereitung 60 von Reststaub befreit.To the fluidized bed steam gasifier 10 closes up a crude gas line 14.1 on, over which the raw gas laden with a mixture of solidified heat carriers and gasification coke baked on gasification temperature from the fluidized bed steam gasifier 10 is discharged. At this crude gas line 14.1 closes a crude gas cyclone 15 in which the raw gas is freed from co-transported, re-entrained solid particles. From the crude gas cyclone 15 the dusty hot raw gas is discharged upwards via a crude gas line 14.2 to a crude gas / vapor heat exchanger 37 guided, cooled therein to a temperature above beginning Teerdampfkondensation and then in a dust filter of a crude gas treatment 60 freed of residual dust.

Das in dem Rohgaszyklon 15 abgeschiedene auf Vergasungstemperatur enthitzte Feststoffgemisch aus Wärmeträger (Sand und Asche) und Restkoks wird unten aus dem Rohgaszyklon 15 ausgetragen und zusammen mit dem in einem Staubfilter (nicht dargestellt) der Rohgasaufbereitung 60 abgeschiedenen Reststaub der Wirbelschichtfeuerung 20 über die eine Querverbindung 15.1 zugeführt.That in the crude gas cyclone 15 separated solid mixture of heat carrier (sand and ash) and residual coke, which is at the gasification temperature, is removed from the crude gas cyclone 15 discharged and together with the in a dust filter (not shown) of the raw gas treatment 60 separated residual dust of fluidized bed combustion 20 over the one cross connection 15.1 fed.

Dabei werden die auf Vergasungstemperatur enthitzten Gemischteilchen im unteren Teil der Querverbindung 15.1 vor der Eintragsvorrichtung 28 angestaut und zu einer Vorlage angesammelt, bevor sie aus der Vorlage am unteren Ende der Querverbindung 15.1 über die Eintragsvorrichtung 28 in die Wirbelschichtfeuerung 20 mit Hilfe von druckerhöhtem Rauchgas als Treib- und Fördermedium gefördert werden.At the same time, the mixture particles, which are at the gasification temperature, become in the lower part of the cross-connection 15.1 in front of the entry device 28 accumulated and accumulated to a template, before leaving the template at the bottom of the cross-connection 15.1 via the entry device 28 in the fluidized bed firing 20 be promoted with the help of pressure-increased flue gas as a propellant and medium.

In der Querverbindung 15.1 und vor der Eingabevorrichtung 28 zur Wirbelschichtfeuerung 20 angestaut wirkt die Gemischvorlage als Gassperre. Sie trennt die benachbarten Gas- und Gasdruckräume, d. h. das Brüden-Rohgasgemisch auf der einen Seite vom Rauchgas auf der anderen Seite an der einen von zwei Nahtstellen des Feststoffkreislaufes.In the cross connection 15.1 and in front of the input device 28 for fluidized bed firing 20 accumulated acts the mixture template as a gas barrier. It separates the adjacent gas and gas pressure chambers, ie the crude vapor mixture on one side of the flue gas on the other side at one of two interfaces of the solids cycle.

Der auf Vergasungstemperatur enthitzte Gemischstrom wird über die Eintragsvorrichtung 28 in die Wirbelschichtfeuerung 20 mit Hilfe von druckerhöhtem Rauchgas als Treib- und Fördergas gefördert, wie weiter unten noch erläutert wird.The mixture stream, which is at the gasification temperature, is removed via the feed device 28 in the fluidized bed firing 20 promoted by means of pressure-increased flue gas as propellant and conveying gas, as will be explained below.

Die in der Wirbelschichtfeuerung 20 (zweite Anlagenkomponente) erhitzten Wärmeträgerfeststoffteilchen werden in dem Zyklon 25 vom Rauchgas getrennt und über eine Querverbindung 25.1 über eine Eingabevorrichtung 18 dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 zugeführt.The in the fluidized bed combustion 20 (second plant component) heated Wärmeträgerfeststoffteilchen be in the cyclone 25 separated from the flue gas and via a cross connection 25.1 via an input device 18 the fluidized bed steam gasifier 10 fed.

Dabei werden die erhitzten Wärmeträgerfeststoffteilchen im unteren Teil der Querverbindung 25.1 vor der Eingabevorrichtung 18 angestaut und zu einer Vorlage angesammelt, bevor sie aus der Vorlage am unteren Ende der Querverbindung 25.1 über die Eingabevorrichtung 18 in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 mit Hilfe von druckerhöhten Trocknungsbrüden als Treib- und Fördermedium gefördert werdenThe heated Wärmeträgerfeststoffteilchen in the lower part of the cross-connection 25.1 in front of the input device 18 accumulated and accumulated to a template, before leaving the template at the bottom of the cross-connection 25.1 via the input device 18 in the fluidized bed steam gasifier 10 be promoted with the help of pressure-increased drying vapors as propellant and medium

In der Querverbindung 25.1 vor dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 wirkt die Vorlage aus den erhitzten Wärmeträgerfeststoffteilchen vor der Eingabevorrichtung 18 als Gassperre. Diese Gassperre trennt die benachbarten Gas- und Gasdruckräume an der zweiten von zwei Nahtstellen des Feststoffkreislaufes mit dem Rohgas/Brüden-Bereich auf der einen Seite und dem Rauchgasbereich auf der anderen Seite.In the cross connection 25.1 before the fluidized bed steam gasifier 10 the template acts from the heated heat carrier solids particles in front of the input device 18 as a gas barrier. This gas barrier separates the adjacent gas and gas pressure spaces at the second of two seams of the solids cycle with the raw gas / vapor region on one side and the flue gas region on the other side.

Weiterhin ist der Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 oberhalb seines Düsenbodens 10.2 auf dem gleichen Druckniveau wie der Wirbelschichttrockner 30 mit einer kontinuierlich arbeitenden, brüdengestützten Eingabevorrichtung 11 für den Vergasungsbrennstoff, für den Zusatz (Sand) zum umlaufenden Wärmeträgerfeststoff zur Deckung der Abriebverluste und für gegebenenfalls erforderliche Zuschlagsstoffe versehen. Die Eingabevorrichtungen 11 und 18 an dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 werden also jede für sich mit Hilfe von überhitztem Brüdendampf als Treib- und Fördermittel aus einer Brüdenleitung 34.8 betrieben. Schließlich ist unten im Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 neben dem Düsenboden 10.2 und dem Brüdenkasten 10.3 getrennt von beiden eine Bodenvertiefung vorgesehen, an die sich unten eine Austragsvorrichtung 19 für Grobteile anschließt.Furthermore, the fluidized bed steam gasifier 10 above its nozzle bottom 10.2 at the same pressure level as the fluidized bed dryer 30 with a continuous, vapor assisted input device 11 for the gasification fuel, for the additive (sand) to the circulating heat transfer medium to cover the abrasion losses and for any required additives. The input devices 11 and 18 at the fluidized bed steam gasifier 10 So each of them with the help of superheated steam as driving and funding from a vapor line 34.8 operated. Finally, down in the fluidized bed steam gasifier 10 next to the nozzle bottom 10.2 and the vaporizer box 10.3 provided separately from both a bottom recess, at the bottom of a discharge device 19 for coarse parts connects.

Der Wirbelschichttrockner 30 (dritte Anlagenkomponente) hat ein Gehäuse, welches unten mit einem Düsenboden 30.2 und einem Brüdenkasten 30.3 versehen ist. In dieses Gehäuse werden über die Brüdenleitung 34.2 zurückgeführte und mittels einem Brüdengebläse 34.3 druckerhöhte Trocknungsbrüden wieder in die Trocknerwirbelschicht 30.1 eingeblasen und dienen hier als Fluidisierungsmittel und als Trocknungsatmosphäre. Die Trocknungswirbelschicht 30.1 des Wirbelschichttrockners 30 wird oberhalb des Düsenbodens 30.2 über eine Teilhöhe durch die aufsteigenden Trocknungsbrüden fluidisiert. Dabei besteht die Trocknerwirbelschicht 30.1 ausschließlich aus den zu vergasenden Vergasungsbrennstoffteilchen, erforderlichenfalls zugesetztem Sand zur Deckung von Abriebverlustenaus dem Feststoffkreislauf und gegebenenfalls Zuschlagsstoffen.The fluidized bed dryer 30 (third system component) has a housing which bottom with a nozzle bottom 30.2 and a vapor box 30.3 is provided. Into this housing are via the vapor line 34.2 returned and by means of a vapor blower 34.3 pressure-increased drying vapors back into the dryer fluidized bed 30.1 blown in and serve as a fluidizing agent and as a drying atmosphere. The drying fluidized bed 30.1 of the fluidized bed dryer 30 is above the nozzle bottom 30.2 fluidized over a partial height by the ascending drying vapors. There is the dryer fluidized bed 30.1 exclusively of the gasification fuel particles to be gasified, if necessary added sand to cover abrasion losses from the solid-matter cycle and, where appropriate, aggregates.

Die Zufuhr von Vergasungsbrennstoff, Zusatz- und Zuschlagstoffen in Form einer pumpfähigen, wässrigen Paste mit definiertem Wassergehalt in den druckaufgeladenen Wirbelschichttrockner 30 erfolgt aus einem Pastenbehälter 32 über eine Saugleitung 32.1, eine Dickstoffpumpe 32.2 und eine Druckleitung 32.3 mit Eingabevorrichtung 32.4 oberhalb der stationären Trocknerwirbelschicht 30.1 im Wirbelschichttrockner 30. Dabei ist die Eingabevorrichtung 32.4 mit einer Entwässerungsvorrichtung 32.5 versehen, mit deren Hilfe überschüssiges Pastenwasser abgeschieden werden kann und über eine Rückführleitung 32.6 zur Pastenzubereitung 40 zurückgeführt werden kann.The supply of gasification fuel, additives and additives in the form of a pumpable, aqueous paste with a defined water content in the pressure-charged fluidized bed dryer 30 takes place from a paste container 32 via a suction line 32.1 , a slurry pump 32.2 and a pressure line 32.3 with input device 32.4 above the stationary dryer fluidized bed 30.1 in the fluidized bed dryer 30 , Here is the input device 32.4 with a dewatering device 32.5 provided with the help of which excess paste water can be separated and a return line 32.6 for paste preparation 40 can be returned.

Im unteren Bereich der Trocknungswirbelschicht 30.1 sind in der Wand und/oder dem Boden des Wirbelschichttrockners 30 Austragsvorrichtungen 33 vorgesehen, über die in Verbindung mit einem Zuteiler 33.1 und einer Eingabevorrichtung 11 der getrocknete Vergasungsbrennstoff, zugesetzter Sand und Zuschlagsstoffe aus dem Wirbelschichttrockner 30 ausgetragen werden, um in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 eingegeben zu werden.In the lower part of the drying fluidized bed 30.1 are in the wall and / or the bottom of the fluidized bed dryer 30 Discharging 33 provided, in conjunction with a dispatcher 33.1 and an input device 11 the dried gasification fuel, added sand and additives from the fluidized bed dryer 30 be discharged to the fluidized bed steam gasifier 10 to be entered.

Der oberhalb der stationären Trocknungswirbelschicht 30.1 befindliche Freiraum des Wirbelschicht-Trockners 30 ist über eine Brüdenleitung 34.1 mit dem Brüdenfilter 35 (Zyklon) verbunden, in welchem die Trocknungsbrüden von den darin enthaltenen Feststoffen aus Vergasungsbrennstoff und Zuschlagsstoff befreit werden. Aus dem Brüdenfilter 35 werden nach oben die von Feststoffen befreiten Trocknungsbrüden ausgetragen. Danach werden die Trocknungsbrüden über die Brüdenleitung 34.2 mit dem Teil des verdampften Pastenwassers, der dem Brüdenwasserdampfbedarf der Wirbelschichtwasserdampfvergasung entspricht, über einen Dampf-Brüden/Wärmetauscher 36 dem Rohgas/Brüden-Wärmetauscher 37 zur Brüdenüberhitzung zugeführt und als Trag- und Reaktionsbrüden im Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 eingesetzt.The above the stationary drying fluidized bed 30.1 Free space of the fluidized bed dryer 30 is about a vapor line 34.1 with the vapor filter 35 (Cyclone) connected, in which the drying vapors are freed from the solids contained therein from gasification fuel and aggregate. From the vapor filter 35 are discharged to the top of the freed from solids drying vapors. Thereafter, the drying vapors on the vapor line 34.2 with the portion of the evaporated paste water, which corresponds to the vapor water vapor demand of the fluidized bed steam gasification, via a vapor-vapor / heat exchanger 36 the raw gas / vapor heat exchanger 37 supplied to Brüdenüberhitzung and as a carrier and Reaktionsbrüden in fluidized bed steam gasifier 10 used.

Der Dampf-Brüden/Wärmetauscher 36 wird mit Dampf aus einer angeschlossenen, aber nicht dargestellten GuD-Anlage 70 über eine Dampfleitung 36.1 versorgt und soll mit der Dampftemperatur das Temperaturniveau im Rohgas-Brüdenwärmetauscher 37 auf eine Temperatur oberhalb beginnender Teerdampfkondensation nach unten begrenzen, um den Teerdampf im Rohgas bis Eintritt in die Gasturbinenbrennkammer der GuD-Anlage zu belassen und das Rohgasnetz teerfrei zu halten. Der enthitzte Dampf aus dem Dampf-Brüden/Wärmetauscher 36 wird über eine Dampfleitung 36.2 und eine Dampfleitung 38.1 einem im Wirkbelschichttrockner 30 angeordneten Tauchheizkörper 38 zugeführt, dessen Funktion weiter unten erläutert wird. Ist der Dampf nach dem Dampf/Brüden-Wärmetauscher 36 noch hoch überhitzt, wird er über die Dampfleitung 36.2 einem Enthitzer oder einer Enthitzungsteilheizfläche, etwa der Tauchheizfläche im Wirbelschichttrockner 30 zugeführt.The vapor-vapor / heat exchanger 36 is supplied with steam from a connected, but not shown gas turbine plant 70 over a steam line 36.1 supplied and should with the steam temperature, the temperature level in the crude gas-vapor heat exchanger 37 Limit down to a temperature above starting Teerdampfkondensation to leave the tar vapor in the raw gas to enter the gas turbine combustor of the combined cycle plant and to keep the raw gas network tarry. The discarded steam from the vapor-vapor / heat exchanger 36 is via a steam line 36.2 and a steam line 38.1 one in the active layer dryer 30 arranged immersion heaters 38 supplied, whose function will be explained below. Is the steam after the steam / vapor heat exchanger 36 still overheated, he gets over the steam line 36.2 a desuperheater or a Enthitzungsteilheizfläche, such as the Tauchheizfläche in the fluidized bed dryer 30 fed.

Vorübergehend oder ständig überschüssige Dampfbrüden im Brüdennetz 34 werden über ein Überströmventil 34.5 einer Brüdenkondensation und Brüdenhilfseinrichtungen 50 mit Wärmerückgewinnung in den Wasserdampfkreislauf der GUD-Anlage 70 (nicht dargestellt) zugeführt. Das Überstromventil 34.5 ist hinter den Brüdenfilter 35 an die Brüdenleitung 34.2 angeschlossen und über diese mit dem Brüdenverteilungsnetz 34 verbunden.Temporarily or constantly excess vapor vapor in the vapor network 34 be via an overflow valve 34.5 a vapor condensation and vapor aid facilities 50 with heat recovery in the steam cycle of the GUD plant 70 (not shown) supplied. The overflow valve 34.5 is behind the vapor filter 35 to the vapor line 34.2 connected and via this with the vapor distribution network 34 connected.

Ein kleinerer Teil der staubgefilterten Trocknungsbrüden wird über die Brüdenleitung 34.2 mit Hilfe eines Brüdengebläses 34.3 rezirkuliert und über die Brüdenleitung 34.4 in den Düsenboden 30.2 und Brüdenkasten 30.3 zur Fluidisierung der Trocknerwirbelschicht 30.1 und an der Eintragsvorrichtung 31 des abgeschiedenen, in den Wirbelschichttrockner 30 zurückgeführten Brennstoffstaubes als Förderbrüden eingesetzt.A minor part of the dust-filtered drying vapors is via the vapor line 34.2 with the help of a vapor blower 34.3 recirculated and via the vapor line 34.4 in the nozzle bottom 30.2 and vapor box 30.3 for fluidizing the dryer fluidized bed 30.1 and at the entry device 31 of the separated, in the fluidized bed dryer 30 recycled fuel dust used as conveying vapors.

Der in dem Brüdenfilter 35 abggeschiedene Staub wird über den Feststoffaustrag 35.1 des Brüdenfilters 35 aus diesem ausgetragen und über eine Eingabevorrichtung 31 dem Wirbelschichttrockner 30 wieder zugeführt.The one in the vapor filter 35 Degraded dust is released via the solids 35.1 of the vapor filter 35 discharged from this and via an input device 31 the fluidized bed dryer 30 fed again.

Die Beheizung des Wirbelschichttrockners 30 erfolgt über in der stationären Wirbelschicht 30.1 angeordnete Tauchheizkörper 38, deren Tauchheizflächen durch die Kondensationswärme aus Entnahmedampf der Dampfturbine der in der Zeichnung nicht dargestellten GuD-Anlage beheizt werden. Das in dem Tauchheizkörper 38 entstehende Kondensat wird über eine Kondensatleitung 38.2 wieder dem Wasser-Dampf-Kreislauf der GuD-Anlage zugeführt.The heating of the fluidized bed dryer 30 takes place in the stationary fluidized bed 30.1 arranged immersion heaters 38 whose Submersible heating surfaces are heated by the heat of condensation from the extraction steam of the steam turbine of the CCGT plant not shown in the drawing. That in the immersion heater 38 The resulting condensate is transferred via a condensate line 38.2 returned to the water-steam circuit of the combined cycle plant.

Schließlich ist auch der Wirbelschichttrockner 30 mit einer Austragsvorrichtung 39 für Grobteile versehen. Diese Austragsvorrichtung 39 schließt sich an eine Bodenvertiefung im Brüdenkasten 31.2 neben und unterhalb dem Düsenboden 31.1 an.Finally, the fluidized bed dryer is 30 with a discharge device 39 provided for coarse parts. This discharge device 39 joins a bottom recess in the vapor box 31.2 next to and below the nozzle bottom 31.1 at.

Die kontinuierlich in den Wirbelschichttrockner 30 eingebrachte wässrige Vergasungsbrennstoffpaste wird dort in einer Dampfbrüdenatmosphäre getrocknet. Der entstehende trockene Vergasungsbrennstoff wird aus dem Wirbelschichttrockner 30 mit Hilfe von dessen Austragsvorrichtung 33 ausgetragen und mit Hilfe eines Zuteilers 33.1 zur Eingabevorrichtung 11 des Wirbelschichtwasserdampfvergasers 10 gefördert und dort mit Hilfe der Förderbrüden aus der Brüdenleitung 34.8 in den Wirbelschicht-Wasserdampfvergaser eingebracht.The continuous in the fluidized bed dryer 30 introduced aqueous gasification fuel paste is dried there in a Dampfbrüdenatmosphäre. The resulting dry gasification fuel is from the fluidized bed dryer 30 with the help of its discharge device 33 delivered and with the help of an arbiter 33.1 to the input device 11 of the fluidized bed steam gasifier 10 promoted and there with the help of the promotion of the Brüdenleitung 34.8 introduced into the fluidized bed steam gasifier.

Die in dem Wirbelschichttrockner 30 erzeugten Trocknungsbrüden werden mit einem Großteil entsprechend dem Brüdenwasserdampfbedarf als Trag- und Reaktionsbrüden über die Brüdenleitungen 34.8 und den Düsenboden 10.2 dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 zugeführt. Vor ihrer Eingabe in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 werden die Trocknungsbrüden noch zusätzlich in einem Dampf-Brüden-Wärmetauscher 36 mit Wärme aus dem Entnahmedampf der Dampfturbine der nicht dargestellten GuD-Anlage 70 vorgewärmt und im Rohgas/Brüden-Wärmetauscher 37 überhitzt.The in the fluidized bed dryer 30 produced drying vapors are with a large part according to the vapor water vapor demand as carrying and reaction vapors on the vapor lines 34.8 and the nozzle bottom 10.2 the fluidized bed steam gasifier 10 fed. Before entering the fluidized bed steam gasifier 10 the drying vapors are additionally in a vapor-vapor heat exchanger 36 with heat from the extraction steam of the steam turbine of the gas and steam turbine plant, not shown 70 preheated and in the raw gas / vapor heat exchanger 37 overheated.

Das Brüdennetz ist über die Brüdenleitung 34.8 an die Eingabevorrichtung 18 des Wirbelschichtwasserdampfvergasers 10 angeschlossen. Die über die Brüdenleitung 34.8 zugeführten Trocknungsbrüden dienen zunächst als Tragbrüden wie auch die der Eingabevorrichtung 18 zugeführten Trocknungsbrüden zunächst als Förder- und Sperrbrüden dienen und danach alle im Vergaser als Reaktionsbrüden an der Vergasung teilnehmen. Die Sperrbrüden sollen zu einem gleichmäßigen Feststoffstrom durch die Eingabevorrichtung 18 beitragen, einen Stau in der Querverbindung 25.1 durch schnelle, kurzzeitige Gasimpulse auflockern und einer Unregelmäßigkeit des Feststoffstroms entgegenwirken.The vapor network is via the vapor line 34.8 to the input device 18 of the fluidized bed steam gasifier 10 connected. The about the vapor line 34.8 supplied Trocknungsbrüden serve first as Tragbrüden as well as the input device 18 supplied drying vapor initially serve as conveying and blocking vapors and then participate in the carburetor as reaction vapors at the gasification. The barrier vapors are said to provide a uniform flow of solids through the input device 18 contribute to a traffic jam in the cross-connection 25.1 Loosen by fast, short-term gas pulses and counteract an irregularity of the solids flow.

Die in dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 befindliche Vergasungswirbelschicht 10.1 enthält ein inniges Gemisch aus dem Vergasungsbrennstoff und Wärmeträgermedium (Asche, Kalk und Sand) und wird durch die von unten eingeblasenen Trocknungsbrüden fluidisiert. Dabei werden der Vergasungsbrennstoff und das Wärmeträgermedium in Folge ihres ständigen Zustroms und der aufsteigenden Trocknungsbrüden in der zirkulierenden Wirbelschicht nach oben getragen. Gleichzeitig gibt das Wärmeträgermedium seine fühlbare Wärme an den Vergasungsbrennstoff ab, so dass dieser entgast und vergast wird. Das entstehende Gas wird zugleich durch den in den Trocknungsbrüden enthaltenen Wasserdampf reformiert, so dass das entstehende Rohgas einen relativ hohen Gehalt an Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid hat.The in the fluidized bed steam gasifier 10 located gasification fluidized bed 10.1 contains an intimate mixture of the gasification fuel and heat transfer medium (ash, lime and sand) and is fluidized by the drying vapors injected from below. The gasification fuel and the heat transfer medium are carried upwards in the circulating fluidized bed as a result of their constant inflow and ascending drying vapors. At the same time, the heat transfer medium transfers its sensible heat to the gasification fuel, so that it is degassed and gasified. The resulting gas is also reformed by the water vapor contained in the drying vapors, so that the resulting raw gas has a relatively high content of hydrogen, methane and carbon monoxide.

Das in dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 erzeugte Rohgas wird über die Rohgasleitung 14.1 dem Rohgaszyklon 15 zugeführt, dort von Feststoffen befreit und im Rohgas-Brüden-Wärmetauscher 37 auf eine Temperatur oberhalb der Kondensation von im Rohgas enthaltenen Teerdampf gekühlt. Die Brüden werden dabei auf eine Temperatur unterhalb der Vergasungstemperatur erhitzt.That in the fluidized bed steam gasifier 10 generated raw gas is via the crude gas line 14.1 the crude gas cyclone 15 supplied there freed of solids and in the crude gas-vapor heat exchanger 37 cooled to a temperature above the condensation of tar vapor contained in the raw gas. The vapors are heated to a temperature below the gasification temperature.

Das heiße, teerdampfhaltige Rohgas wird in einem Rohgasfilter der Rohgasaufbereitung 60 vom Gemischstaub für den Einsatz in einer Gasturbine gefiltert. Der ausgefilterte Gemischstaub, ca. 350°C heiß, wird zusammen mit dem im Rohgaszyklon 15 abgeschiedenen Gemisch aus Restkoks, Kalk, Asche und Sand, ca. 850°C heiß, in die Wirbelschicht-Feuerung 20 über die Eingabevorrichtung 28 eingetragen.The hot, tar vapor-containing crude gas is in a raw gas filter raw gas treatment 60 filtered from the mixture dust for use in a gas turbine. The filtered mixture dust, about 350 ° C hot, is combined with the raw gas cyclone 15 deposited mixture of residual coke, lime, ash and sand, about 850 ° C hot, in the fluidized bed furnace 20 via the input device 28 entered.

Zur Verbrennung von Restkoks aus der Vergasung in der Wirbelschichtfeuerung 20 wird mit einem Frischluftgebläse 22.2 Verbrennungsluft außen angesaugt und in einem Rauchgas/Luftvorwärmer 27 mit rückgeführter Rauchgaswärme vorgewärmt und erhitzt. Das in die Wirbelschicht-Feuerung 20 eintretende Gemisch aus enthitztem Wärmeträgermedium und Restkoks aus der Vergasung wird durch die unten durch den Düsenboden 20.2 zugeführte Verbrennungsluft und durch aufwärtsströmende Rauchgase fluidisiert. Bei Verbrennung des Restkoks in der Feuerungswirbelschicht 20.1 wird Wärme entbunden und mit ihr das von Verbrennungsluft und den Rauchgasen in der zirkulierenden Feuerungswirbelschicht 20.1 aufwärtsgeförderte Wärmeträgermedium erhitzt.For combustion of residual coke from the gasification in the fluidized bed combustion 20 comes with a fresh air blower 22.2 Combustion air sucked in outside and in a flue gas / air preheater 27 preheated with recycled flue gas heat and heated. That into the fluidized-bed firing 20 Entering mixture of deintercalated heat transfer medium and residual coke from the gasification is through the bottom through the nozzle bottom 20.2 supplied combustion air and fluidized by upflowing flue gases. When the residual coke burns in the combustion fluidized bed 20.1 Heat is released and with it the combustion air and the flue gases in the circulating combustion fluidized bed 20.1 heated upwardly conveyed heat transfer medium.

Der Restkoksstrom aus der Vergasung entspricht dabei dem zur Erhitzung des Wärmeträgermediums und damit dem zur Vergasung benötigten Wärmestrom. Die Einstellung des Restkoksstroms wird möglich bei Regelung der Vergasung mit einem im Regelbereich der Wasserdampfvergasung liegenden Dampfbrüdenstrom, der eine exakt definierte Dampfmenge enthält.The residual coke flow from the gasification corresponds to the heat flow required for heating the heat transfer medium and thus the gasification required. The adjustment of the residual coke flow becomes possible when controlling the gasification with a steam vapor stream lying in the control range of the water vapor gasification, which contains a precisely defined amount of steam.

Das bei der Verbrennung entstehende, am Austritt der Wirbelschichtfeuerung 20 mit dem erhitzten Wärmeträger beladene Rauchgas wird über eine Rauchgasleitung 24.1 einem Rauchgaszyklon 25 zugeführt. In diesem Rauchgaszyklon 25 wird der Feststoffwärmeträger abgeschieden und in die Querverbindung 25.1 gegeben. Das von dem Wärmeträgermedium befreite, staubhaltige Rauchgas wird über eine Rauchgasleitung 24.2 bei Normaldruck einem Rauchgas-Luftvorwärmer 27 zur Vorwärmung der Verbrennungsluft zugeführt.The resulting from the combustion, at the outlet of the fluidized bed combustion 20 with the heated heat carrier laden flue gas is through a flue gas line 24.1 a flue gas cyclone 25 fed. In this flue gas cyclone 25 the solid heat carrier is deposited and into the cross connection 25.1 given. The liberated from the heat transfer medium, dusty flue gas is a flue gas line 24.2 at normal pressure a flue gas air preheater 27 supplied to preheat the combustion air.

Beschreibung und Schema einer Rauchgasteilanlage für den Fall von druckaufgeladenem Rauchgas der Feuerungswirbelschicht 20 sind hier nicht enthalten.Description and diagram of a flue gas divider for the case of pressurized flue gas of the combustion fluidized bed 20 are not included here.

Ein Teil des Rauchgases wird unabhängig vom Rauchgaszustand aus der Rauchgasleitung 24.3 abgezweigt und nach Erhöhung seines Drucks mit Hilfe eines Druckerhöhungsgebläses 24.4 über die Rauchgaszweigleitung 24.5 der Eingabevorrichtung 28 vor der Wirbelschichtfeuerung 20 zugeführt. Dieser Teil des Rauchgases dient als Förder-, Treib- und Sperrgas zum Eintrag des Gemisches aus enthitztem Wärmerträgermedium und Restkoks in die Wirbelschichtfeuerung 20.Part of the flue gas is independent of the flue gas state from the flue gas line 24.3 branched off and after increasing its pressure by means of a booster blower 24.4 over the flue gas branch line 24.5 the input device 28 before fluidized bed firing 20 fed. This part of the flue gas serves as a conveying, blowing and sealing gas for the entry of the mixture of reverted heat transfer medium and residual coke into the fluidized bed furnace 20 ,

Das in der Gesamtanlage (bestehend aus Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10, Wirbelschichtfeuerung 20 und Wirbelschichttrocknung 30) einzuhaltende Druckniveau ergibt sich aus den Anforderungen an den Druck des Produktgases, d. h. bei Einsatz des Produktgases in einer Gasturbine einer angeschlossenen GuD-Anlage aus deren Eintrittsdruck.The in the entire plant (consisting of fluidized bed steam gasifier 10 , Fluidized bed firing 20 and fluidized bed drying 30 ) to be maintained pressure level results from the requirements of the pressure of the product gas, ie when using the product gas in a gas turbine of a combined cycle gas turbine from their inlet pressure.

Die geregelte Druckangleichung von Brüden- und Rohgasnetz auf der einen Seite und Rauchgas- und Verbrennungsluftnetz auf der anderen Seite erleichtert den Gas- und Feststoffaustausch zwischen den drei Komponenten (bestehend aus Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10, Wirbelschichtfeuerung 20 und Wirbelschichttrockner 30), vermeidet Gasverluste von Rohgas zur Rauchgasseite einerseits und die Verdünnung von Rohgas durch Rauchgas andererseits. Die Druckangleichung unterstützt auch die Wirksamkeit der Gassperren in den Querverbindungen 15.1 und 25.1.The controlled pressure equalization of vapor and raw gas network on the one hand and flue gas and combustion air network on the other hand facilitates the gas and solid exchange between the three components (consisting of fluidized bed steam gasifier 10 , Fluidized bed firing 20 and fluidized bed dryer 30 ), avoids gas losses of raw gas to the flue gas side on the one hand and the dilution of raw gas by flue gas on the other hand. The pressure equalization also supports the effectiveness of the gas barriers in the cross connections 15.1 and 25.1 ,

Als feststoffdurchlässige Gassperren wirken:

– die Eingabevorrichtung 18 zusammen mit der Querverbindung 25.1 und den darin geförderten und im unteren Teil angestauten, erhitzten Wärmeträgerfeststoffteilchen und
– die Eingabevorrichtung 28 zusammen mit der Querverbindung 15.1 und den darin geförderten und im unteren Teil angestauten, enthitzten Feststoffteilchen des Gemisches aus Wärmeträger und Restkoks.

As solid-permeable gas barriers act:

- the input device 18 together with the cross connection 25.1 and the therein promoted and accumulated in the lower part, heated Wärmeträgerfeststoffteilchen and
- the input device 28 together with the cross connection 15.1 and the therein promoted and accumulated in the lower part, the debris particles of the mixture of heat transfer and residual coke.

Diese beiden Gassperren trennen beide Gas- und Gasdruckbereiche, nämlich von Brüden/Rohgas 34/14 auf der einen Seite und Rauchgas 24 auf der anderen Seite an beiden Nahtstellen des Feststoffkreislaufes zwischen dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser 10 und der Wirbelschichtfeuerung 20.These two gas barriers separate both gas and gas pressure ranges, namely of vapors / raw gas 34 / 14 on one side and flue gas 24 on the other side at both seams of the solids cycle between the fluidized bed steam gasifier 10 and fluidized bed firing 20 ,

Beide Druckbereiche, der Brüden/Rohgasbereich 34/14 und der Rauchgasbereich 24, werden jeder für sich druckgeregelt, und zwar der Brüden/Rohgasdruck mit dem Trockner 30 als Brüden- und Brüdendruckerzeuger und der Rauchgasdruck mit dem Frischluftgebläse 27.1 oder bei einer Druckwirbelschicht-Feuerung mit einem Luftverdichter. Beide Drücke werden an ein gemeinsames Druckniveau angeglichenBoth pressure ranges, the vapors / raw gas range 34 / 14 and the flue gas area 24 , are each pressure-controlled, namely the vapors / raw gas pressure with the dryer 30 as vapor and Brüdendruckerzeuger and the flue gas pressure with the fresh air blower 27.1 or in a pressurized fluidized bed furnace with an air compressor. Both pressures are adjusted to a common pressure level

Im Fall einer allothermen Druckwirbelschichtvergasung und einer Druckwirbelschichtfeuerung wird das druckaufgeladene Rauchgas einer Entspannungsturbine zugeführt, die einen Luftverdichter für Verbrennungsluft der Druckwirbelschichtfeuerung antreibt. In diesem Fall entfällt der Rauchgas/Luftvorwärmer 27.In the case of allothermic pressurized fluidized bed gasification and pressurized fluidized bed firing, the pressurized flue gas is supplied to an expansion turbine which drives an air compressor for combustion air of the pressurized fluidized bed combustor. In this case, the flue gas / air preheater is eliminated 27 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6808534 B2 [0002] US 6808534 B2 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

„Synthesegas aus Biomasse” R. Berger, K. R. G. Hein, Universität Stuttgart [0002] "Synthesis gas from biomass" R. Berger, KRG Hein, University of Stuttgart [0002]

Claims

Verfahren zur allothermen Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Vergasungsbrennstoffen, bei welchem der Vergasungsbrennstoff in einem Trockner (30) getrocknet und anschließend in einem Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) vergast wird, wobei dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) die für die allotherme Vergasung erforderliche Wärme mittels inerter Wärmeträgermedien, insbesondere feinteiliger Feststoffe, zugeführt wird, welche im Kreislauf durch den Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) und durch eine separate Wirbelschichtfeuerung (20) geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergasungsbrennstoff in dem Trockner (30) in einer Brüdenatmosphäre getrocknet wird und dass beim Trocknen entstehende und erzeugte, rauchgasfreie und wasserdampfhaltige Trocknungsbrüden dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) als Fluidisierungsmedium und als Reaktionsmittel zugeführt werden.Process for the allothermal gasification of solid, carbonaceous gasification fuels, in which the gasification fuel in a dryer ( 30 ) and then in a fluidized bed steam gasifier ( 10 ) is gasified, wherein the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) the heat required for the allothermal gasification is supplied by means of inert heat transfer media, in particular finely divided solids, which are circulated through the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) and by a separate fluidized bed ( 20 ), characterized in that the gasification fuel in the dryer ( 30 ) is dried in a vapor atmosphere and that during drying produced and produced, smoke gas-free and water vapor-containing drying vapors the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) are supplied as a fluidizing medium and as a reactant.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner als Wirbelschichttrockner (30) ausgebildet ist und auf dem gleichen Druckniveau betrieben wird, wie der Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) und die Wirbelschichtfeuerung (20).A method according to claim 1, characterized in that the dryer as a fluidized bed dryer ( 30 ) and is operated at the same pressure level as the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) and fluidized bed firing ( 20 ).

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckniveau im Wirbelschichttrockner (30), im Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) und in der Wirbelschichtfeuerung (20) höher als der Atmosphärendruck ist.Process according to claims 1 and 2, characterized in that the pressure level in the fluidized bed dryer ( 30 ), in the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) and in fluidized bed firing ( 20 ) is higher than the atmospheric pressure.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohgasdruck des im Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) erzeugten Rohgases höher als der Eingangsdruck eines an den Prozess angeschlossenen Gas- und Dampf-Kombikraftwerks (GuD-Anlage) ist.Process according to claims 1 to 3, characterized in that the raw gas pressure of the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) raw gas is higher than the input pressure of a connected to the process gas and steam combined cycle power plant (CCGT) is.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergasungsbrennstoff und feinteilige Feststoffe, insbesondere benötigte Zuschlagsstoffe wie Kalk und gegebenenfalls weitere Zuschlagsstoffe und Zusatzsand, dem Wirbelschichttrockner (30) in Form einer wässrigen Brennstoffpaste mit definiertem Wassergehalt in einer kontinuierlichen Förderung zugeführt werden, wobei der Wassergehalt der Brennstoffpaste mindestens dem Wasserdampfbedarf des Wirbelschichtwasserdampfvergasers (10) und darüber hinaus mindestens dem zur Pastenförderung erforderlichen Pastenwassergehalt entspricht.A method according to claim 1 to 4, characterized in that the gasification fuel and finely divided solids, in particular required additives such as lime and optionally further additives and additional sand, the fluidized bed dryer ( 30 ) are supplied in the form of an aqueous fuel paste with a defined water content in a continuous promotion, wherein the water content of the fuel paste at least the steam demand of the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) and, moreover, at least the paste water content required for the production of pastes.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wirbelschichttrockner (30) angeordnete Eingabevorrichtung (32.4) für die Brennstoffpaste mit einer Entwässerungsvorrichtung (32.5) versehen ist, mittels derer die mit der Brennstoffpaste in den Wirbelschichttrockner (30) eingebrachte Wassermenge regulierbar ist und verrringert werden kann.A method according to claim 5, characterized in that in the fluidized bed dryer ( 30 ) arranged input device ( 32.4 ) for the fuel paste with a dewatering device ( 32.5 ), by means of which the with the fuel paste in the fluidized bed dryer ( 30 ) introduced amount of water is regulated and can be reduced.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die dem Wirbelschichttrockner (30) mit der Brennstoffpaste zugeführte Wassermenge die dem Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) mit den Trocknungsbrüden zugeführte Wasserdampfmenge so eingestellt wird, dass die bei der Vergasung zurückbleibende Restkoksmenge ausreicht, den Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) mit allothermer Wärme zu versorgen.A method according to claim 6, characterized in that over the the fluidized bed dryer ( 30 ) supplied with the fuel paste amount of water the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) is set with the drying vapors supplied amount of steam so that the remaining in the gasification residual coke is sufficient, the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) to provide allothermal heat.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme aus Überschußbrüden der Trocknung durch Brüdenkondensation in den Wasserdampfkreislauf eines Dampfkraftwerks, insbesondere des angeschlossenen Gas- und Dampf-Kombikraftwerks (GuD-Anlage) zurückgeführt wirdA method according to claim 7, characterized in that the heat from excess vapor of the drying is recirculated by vapor condensation in the steam circuit of a steam power plant, in particular the connected gas and steam combined cycle power plant (CCGT)

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelschichttrockner (30) durch Tauchheizkörper (38) beheizt wird, deren Tauchheizflächen mit Abdampf und/oder Entnahmedampf aus der Dampfturbine eines Dampfkraftwerks, insbesondere des angeschlossenen Gas- und Dampf-Kombikraftwerks (GuD-Anlage) beheizt werden.Process according to claims 1 and 2, characterized in that the fluidized-bed dryer ( 30 ) by immersion heater ( 38 ) is heated, the Tauchheizflächen be heated with exhaust steam and / or extraction steam from the steam turbine of a steam power plant, in particular the connected gas and steam combined cycle power plant (CCPP).

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsbrüden vor Eintritt in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) von Feststoff befreit werden und die abgeschiedenen Feststoffe in den Wirbelschichttrockner (30) zurückgeführt werden.A method according to claim 9, characterized in that the drying vapors before entering the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) are freed of solid and the separated solids in the fluidized bed dryer ( 30 ) to be led back.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsbrüden vor dem Eintritt in den Wirbelschichtwasserdampfvergaser (10) durch Wärmeaustausch mit dem Rohgas und mit Dampf aus dem angeschlossenen Gas- und Dampf-Kombikraftwerk (GuD-Anlage) oder mit Abgas aus dessen Gasturbine überhitzt werden.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the drying vapors before entering the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) are superheated by heat exchange with the raw gas and with steam from the connected gas and steam combined cycle power plant (CCGT) or with exhaust gas from the gas turbine.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas vor der Zuführung zur Rohgasaufbereitung (60) und vor der Übergabe an das angeschlossene Gas- und Dampf-Kombikraftwerk (GuD-Anlage) auf eine Temperatur über der Teerkondensationstemperatur gebracht wird.A method according to claim 4, characterized in that the raw gas prior to feeding to the raw gas treatment ( 60 ) and brought to a temperature above the Teenkondensationstemperatur before the transfer to the connected gas and steam combined cycle power plant (CCGT).

Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsbrüden im Bereich des Wirbelschichttrockners (30) und des Wirbelschichtwasserdampfvergasers (10) als Träger- und Fördermedium sowie als Sperrmedien an deren Feststoffeingabevorrichtungen (11, 18 und 31) dienen.Process according to Claim 1 or one of the following claims, characterized in that the drying vapors in the area of the fluidized bed dryer ( 30 ) and the fluidized bed steam gasifier ( 10 ) as carrier and conveying medium as well as barrier media on their solid input devices ( 11 . 18 and 31 ) serve.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass druckerhöhtes Rauchgas im Bereich der Wirbelschichtfeuerung (20) als Fördermedium sowie als Sperrmedium an der Feststoffeingabevorrichtung (28) dient. A method according to claim 4, characterized in that pressure-increased flue gas in the field of fluidized bed combustion ( 20 ) as a conveying medium and as a blocking medium on the solids input device ( 28 ) serves.