DE102013203276B4

DE102013203276B4 - Washing water and circulating water in a gasification plant with cooling of the expansion waters

Info

Publication number: DE102013203276B4
Application number: DE102013203276.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Hannemann; Friedemann Mehlhose; Jürgen Battke; Norbert Fischer; Tino Just
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: DE102013203276A1

Abstract

Verfahren zur Entspannung von Feststoff-beladenen Waschwässern mit Temperaturen bis 260°C, die bei der Waschung und Kühlung von staubführenden Rohgasen bei der Flugstromvergasung fester und flüssiger Brennstoffe bei Drucken bis 10 MPa anfallen, ohne dass Dampfschwaden entstehen, demzufolge – die mit unterschiedlichen Drücken im Quenchraum (3) eines Flugstromvergasers und in verschiedenden Waschstufen (4, 9, 10) anfallenden Feststoff-beladenen Waschwässer unter individueller Teilentspannung einem gemeinsamen Zwischenbehälter (14) zugeführt werden, wobei der Entspannungsdruck gleich oder größer als der Dampfdruck der Waschwässer bei der jeweiligen Waschwassertemperatur eingestellt wird, – das teilentspannte, Feststoff-beladene Waschwasser aus dem Zwischenbehälter (14) vor der nachfolgenden Entspannungsvorrichtung (20) in einem Waschwasserkühler (19) gekühlt wird und in der Entspannungsvorrichtung auf einen Druck entspannt wird, der gleich oder größer als der Dampfdruck des Waschwassers bei seiner Temperatur eingestellt wird, – das entspannte Feststoff-beladene Waschwasser (22) einer Feststoffabtrennung unterworfen und in den Waschwasser-Kreislauf zurückgeführt wird.Process for the relaxation of solids-laden washing waters with temperatures of up to 260 ° C, which occur in the washing and cooling of dust-bearing raw gases in the flow gasification of solid and liquid fuels at pressures up to 10 MPa, without causing vapor swirls, which - with different pressures in the Quench space (3) of an entrained flow gasifier and in different washing stages (4, 9, 10) resulting solids laden wash water under individual Teilentspannung a common intermediate container (14) are supplied, wherein the expansion pressure set equal to or greater than the vapor pressure of the wash water at the respective wash water temperature is - the partially relaxed, solid laden wash water from the intermediate container (14) is cooled before the subsequent expansion device (20) in a wash water cooler (19) and is expanded in the expansion device to a pressure equal to or greater than the Dampfdru the washing water is adjusted at its temperature, - the separated solids-laden washing water (22) is subjected to solids separation and returned to the washing water circuit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entspannung der Quench- und Waschwässer, die bei der direkten Kühlung und Waschung von Rohgasen einer Flugstromvergasungsanlage anfallen. In der Flugstromvergasungsanlage können staubförmig feste sowie flüssige Brennstoffe mit Sauerstoff und Moderatoren wie Wasserdampf oder Kohlendioxid bei Temperaturen zwischen 1100–1900°C und Drücken bis 10 MPa zu einem CO- und H₂-reichen Rohgas umgesetzt werden. Unter Brennstäuben sind fein aufgemahlene Kohlen unterschiedlichen Inkohlungsgrades, Stäube aus Biomassen, Produkte der thermischen Vorbehandlung wie Kokse, Dörrprodukte durch „Torrefaction” sowie heizwertreiche Fraktionen aus kommunalen und gewerblichen Rest- und Abfallstoffen zu verstehen. Die Brennstäube können als Gas-Feststoff- oder als Flüssig-Feststoff-Suspension der Vergasung zugeführt werden. Unter flüssigen Brennstoffen sind leichte und schwere Fraktionen aus der Erdölverarbeitung, Teere sowie aschehaltige heizwertreiche flüssige Rest- und Abfallstoffe zu verstehen.The invention relates to a method for relaxing the quench and wash waters incurred in the direct cooling and washing of raw gases of an entrained flow gasification plant. In the entrained flow gasification plant solid and liquid fuels can be reacted with oxygen and moderators such as water vapor or carbon dioxide at temperatures between 1100-1900 ° C and pressures up to 10 MPa to a CO and H ₂ -rich raw gas. Fumigants are finely ground coals of varying degrees of coalification, dusts from biomass, products of thermal pretreatment such as coke, dried products by "Torrefaction" as well as high-calorific fractions from municipal and industrial residues and waste. The fuel dusts can be fed to the gasification as a gas-solid or as a liquid-solid suspension. Liquid fuels are light and heavy fractions from petroleum processing, tars and ash-containing high-calorific liquid residues and waste.

Die Vergasungsreaktoren können mit einem Kühlschirm oder mit einer feuerfesten Auskleidung versehen sein, wie die Dokumente DE 4446803 und EP 0677567 zeigen. Nach verschiedenen in der Technik eingeführten Systemen können dabei Rohgas und die schmelzflüssige Schlacke getrennt oder gemeinsam aus dem Reaktionsraum der Vergasungsvorrichtung ausgetragen werden, wie in DE 19718131 beschrieben. Die Flugstromvergasung verursacht aufgrund der staubfein aufgemahlenen Brennstoffe bzw. der feinen Verdüsung flüssiger Brennstoffe im Vergasungsraum einen erhöhten Staubanteil, der mit dem Rohgas ausgetragen und in den Reinigungsstufen entfernt werden muss. Dieser Flugstaub besteht in Abhängigkeit von der Reaktionsfähigkeit des Brennstoffes aus Ruß, nicht umgesetzten Brennstoffpartikeln sowie feinen Schlacke- und Aschepartikeln. Die Größe variiert zwischen groben Partikeln mit Durchmesser größer 0,5 mm und feinen Partikeln mit einem Durchmesser bis zu 0,1 μm. Die Trennbarkeit der Partikel vom Rohgas ist von diesem Durchmesser, aber auch von deren Zusammensetzung abhängig. Grundsätzlich kann zwischen Ruß und Asche einerseits sowie Schlackepartikeln andererseits unterschieden werden, wobei Rußpartikel generell kleiner und schwieriger vom Rohgas zu trennen sind. Schlackepartikel haben eine höhere Dichte und damit eine bessere Trennbarkeit, weisen aber im Gegensatz dazu eine höhere Härte und damit erosive Wirkung auf. Für die Entfernung der im Rohgas mitgeführten Stäube werden verschiedene Waschsysteme eingesetzt. Die staubhaltigen Waschwässer werden entspannt, von den mitgeführten Feststoffen befreit und im Kreislauf den Waschsystemen wieder zugeführt.The gasification reactors may be provided with a cooling screen or with a refractory lining, such as the documents DE 4446803 and EP 0677567 demonstrate. According to various systems introduced in the art, raw gas and the molten slag can be separated or discharged together from the reaction space of the gasification device, as in US Pat DE 19718131 described. Because of the dust-finely ground fuels or the fine atomization of liquid fuels in the gasification chamber, entrained-flow gasification causes an increased proportion of dust which has to be removed with the raw gas and removed in the purification stages. This fly ash consists of soot, unreacted fuel particles, and fine slag and ash particles, depending on the reactivity of the fuel. The size varies between coarse particles with a diameter greater than 0.5 mm and fine particles with a diameter of up to 0.1 μm. The separability of the particles from the raw gas depends on this diameter, but also on their composition. In principle, it is possible to distinguish between soot and ash on the one hand and slag particles on the other hand, with soot particles generally being smaller and more difficult to separate from the raw gas. Slag particles have a higher density and thus a better separability, but in contrast have a higher hardness and thus erosive effect. For the removal of the entrained in the raw gas dusts various washing systems are used. The dusty wash water is released, freed from the entrained solids and recycled to the washing systems.

Der bisherige Stand der Technik ist im Patent DE 10 2005 041 930 und in „Die Veredlung von Kohle” DGMK, Hamburg, Dezember 2008 Schingnitz, Kapitel „GSP-Verfahren” dokumentiert. Danach verlässt das Vergasungsrohgas gemeinsam mit der aus der Brennstoffasche gebildeten Schlacke bei Temperaturen von 1100–1900°C den Vergasungsraum und wird in einem nachfolgenden Quenchraum durch Einspritzen von Quenchwasser im Überschuss gekühlt, von der Schlacke und im geringen Maße von mitgeführtem Staub befreit. Die weitere Staubentfernung geschieht durch die Anordnung verschiedener mit Wasser beaufschlagter Waschsysteme wie Jetwascher, Venturiwascher, Freiraumverdüsung von Kondensaten sowie Kondensationssystemen mit hochwirksamen Tropfenabscheidern, wie beispielsweise Demisterpackungen. Die unter Verfahrensdruck stehenden und staubführenden Waschwässer und Kondensate werden in einem oder mehreren parallel angeordneten Flashsystemen entspannt und einer Staubabtrennung in Absetzbecken, Rundeindickern oder Filtersystemen zugeführt. Die vom Staub befreiten Waschwässer und Kondensate werden zur Quenchung des Rohgases und in die verschiedenen Waschstufen zurückgeführt. Bei der Entspannung des ca. 200–250°C heißen Waschwassers entstehen große Mengen gashaltiger Dampfschwaden, die zu sehr hohen Geschwindigkeiten in den Entspannungsvorrichtungen führen. Die mitgeführten Staubanteile verursachen dabei einen hohen Verschleiß, der die Verfügbarkeit der gesamten Vergasungsanlage beeinträchtigt.The prior art is in the patent DE 10 2005 041 930 and in "The refinement of coal" DGMK, Hamburg, December 2008 Schingnitz, chapter "GSP procedure" documented. Thereafter, the gasification raw gas leaves together with the slag formed from the fuel ash at temperatures of 1100-1900 ° C, the gasification chamber and is cooled in a subsequent quenching room by injecting quench water in excess, freed from the slag and a small amount of entrained dust. The further dust removal is done by the arrangement of various acted upon with water washing systems such as Jetwascher, Venturiwascher, free space evaporation of condensates and condensation systems with highly effective droplet separators, such as demister packs. The under process pressure and dust-carrying wash water and condensates are relaxed in one or more parallel flash systems and fed to a dust separation in settling tanks, round thickeners or filter systems. The freed of the dust wash water and condensates are returned to the quenching of the raw gas and in the various washing stages. During the relaxation of the approximately 200-250 ° C hot wash water, large amounts of gaseous steam billowing, which lead to very high speeds in the relaxation devices. The entrained dust particles cause high wear, which affects the availability of the entire gasification plant.

Aus der DE 10 2009 030 717 A1 ist ein Verfahren zur Entspannung Gas- und Staub-beladener Quenchwässer aus der Staubdruckvergasung bekannt, bei dem durch Zumischung von Kaltwasser zu dem Quenchwasser vor der Entspannung die Strömungsgeschwindigkeiten in den Entspannungseinrichtungen so begrenzt werden, dass kein oder nur verminderter Verschleiß auftritt.From the DE 10 2009 030 717 A1 a method for the relaxation of gas and dust-laden quench water from the dust gasification is known in which by mixing cold water to the quench water before relaxation, the flow velocities in the relaxation devices are limited so that no or only reduced wear occurs.

Aus der DE 10 2007 037 860 A1 ist ein Waschwasser-Kreislauf für Flugstromvergaser bekannt, bei dem die mit unterschiedlichen Drücken im Quenchraum und den verschiedenen Waschstufen anfallenden Feststoff-beladenen Waschwässer einem gemeinsamen Zwischenbehälter zugeführt und in den Waschwasser-Kreislauf zurückgeführt werden.From the DE 10 2007 037 860 A1 a washing water circuit for entrained flow gasifier is known in which the resulting with different pressures in the quench and the various washing stages solids-laden washing water fed to a common intermediate container and returned to the washing water cycle.

Aus der WO 94/11085 A1 ist es für die Filtration von Ruß-beladenem Waschwasser aus einer Vergasungseinrichtung bekannt, dass das Waschwasser entspannt, in einem Kühler gekühlt und einem Behälter zugeführt wird. Nach einer mehrstufig durchgeführten Feststoffabtrennung wird das gereinigte Wasser in den Kreislauf zurückgeführt.From the WO 94/11085 A1 it is known for the filtration of soot-laden wash water from a gasification device that the wash water is relaxed, cooled in a cooler and fed to a container. After a multi-stage solids separation, the purified water is recirculated.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung eine Methode zu entwickeln, die eine Kreislaufführung von bei unterschiedlichen Drücken anfallenden und mit Feststoffen wie Asche- und Schlackepartikeln beladenen Waschwässern sowie Kondensate über eine Entspannungsstrecke ermöglicht und die bei einer zuverlässigen Betriebsweise den Verschleiß der Entspannungsvorrichtungen verhindert oder zumindest verlangsamt, womit eine höhere Verfügbarkeit der Gesamtanlage ermöglicht wird. Starting from the prior art, it is the object of the invention to develop a method that allows a circulation of accumulating at different pressures and loaded with solids such as ash and slag particles wash water and condensates over a relaxation section and the wear of the expansion devices in a reliable operation prevented or at least slowed down, which allows a higher availability of the entire system.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst, wobei Unteransprüche vorteilhafte Ausführungen zur Lösung der Aufgabenstellung aufzeigen.This object is achieved by a method according to the features of the first claim, wherein subclaims show advantageous embodiments for solving the problem.

Um die Entspannungssysteme vor Verschleiß zu schützen, wird ein mehrstufiges System vorgeschlagen. Die in den einzelnen Kühl- und Waschstufen anfallenden staubführenden Wässer werden zunächst individuell teilentspannt einem Zentralbehälter zugeführt, dessen Druck höher ist als der Siededruck des Waschwassers. Bei dieser Teilentspannung wird damit das Sieden unterdrückt, es werden keine Wasserdampfschwaden freigesetzt und die Geschwindigkeiten in den Entspannungsvorrichtungen bleiben niedrig. Weiterhin ist es möglich, weitere Entspannungsstufen so anzuordnen, dass die Waschwässer zwischengekühlt und jeweils soweit entspannt werden, dass bei der sich einstellenden Temperatur der Siededruck nicht unterschritten wird.To protect the relaxation systems from wear, a multi-stage system is proposed. The incurred in the individual cooling and washing stages dust-bearing waters are initially individually partially relaxed supplied to a central container whose pressure is higher than the boiling pressure of the wash water. During this partial relaxation, the boiling is suppressed, there are no steam vapors released and the velocities in the expansion devices remain low. Furthermore, it is possible to arrange further expansion stages so that the wash water is cooled and in each case relaxed so far that is not fallen below in the self-adjusting temperature of the boiling pressure.

Im Folgenden wird die Erfindung an einer Figur und zwei Ausführungsbeispielen in einem zum Verständnis erforderlichem Umfang erläutert. Dabei zeigt 1 eine Technologie zur Rohgaswaschung und Entspannung der Waschwässer und Kondensate, ohne dass Dampfschwaden entstehen. Damit werden hohe Geschwindigkeiten in den Entspannungssystemen vermieden und der Verschleiß verhindert, zumindest aber begrenzt.In the following the invention will be explained with reference to a figure and two embodiments in a scope necessary for the understanding. It shows 1 a technology for raw gas washing and the relaxation of wash water and condensate, without clouds of steam. Thus, high speeds are avoided in the relaxation systems and prevents wear, but at least limited.

Beispiel 1example 1

Einem Flugstromreaktor mit einer Bruttoleistung von 500 MW werden 80 Mg/h Brennstaub aus einer Magerkohle nach dem Prinzip der Fließförderung mit Kohlendioxid als Trägergas über Staubförderleitungen zugeführt und gemeinsam mit 45.000 m³ i.N./h Sauerstoff im Vergasungsraum 1 bei einer Temperatur von 1650°C und einem Druck von 4,5 MPa zu einem Rohsynthesegas umgesetzt. Der Vergasungsraum 1 ist durch einen Kühlschirm begrenzt. Die Brennstoffasche wird bei den genannten Vergasungstemperaturen aufgeschmolzen und größtenteils auf einen Kühlschirm aufgetragen, läuft nach unten und gelangt über die Rohgas- und Schlackeaustragsöffnung 2 in den nachfolgenden Quenchraum 3. Die Rohgasmenge erreicht 135.000 m³ i.N/h. Die Temperatur nach der Quenchung beträgt 225°C, der Druck 4,0 MPa, das Rohgas ist wasserdampfgesättigt. Nicht die gesamte zu Schlacke aufgeschmolzene Brennstoffasche gelangt auf den Kühlschirm, sondern ein Teil wird mit dem Rohgasstrom direkt ausgetragen, so dass das Rohgas einen Staubgehalt von ca. 2 g/m³ i.N. mitführt. Da dieser Staub in nachfolgenden Prozessen durch Erosion oder Ablagerungen zu Störungen führt, ist eine Entfernung bis auf Restgehalte < 1 mg/m³ i.N. erforderlich, wobei die Feinstaubabscheidung eine besondere technologische Herausforderung darstellt. Um die Zielstellung zu erfüllen wird ein dreistufiges Gaswaschsystem installiert. Die erste Stufe weist ein besonderes Quenchsystem 3 und eine nachgeschaltete Waschkolonne 4, die als Blasensäule arbeitet, auf. Im Quenchraum 3 werden Rohgas und Schlacke durch Einspritzen von Quenchwasser zunächst auf 225°C abgekühlt, wobei das Rohgas mit Wasserdampf gesättigt wird. Durch die besondere Ausgestaltung des Quenchraumes beginnt hier bereits die Abscheidung von Grobstaub. Dazu wird über den Rohgasabgang 7 eine Haube 6 mit Bedüsung 5 installiert, in der das Rohgas durch eine vom Wasserbad bis unter die Haube sich erstreckende Trennwand zu einem dreimaligen Richtungswechsel gezwungen wird. Die Haube 6 und die Trennwand können über einen Teil oder den gesamten Umfang des Quenchraumes gezogen sein. Hinter dem Rohgasabgang 7 kann über eine Eindüsung 5 zunächst Waschwasser eingebracht werden. Weiter gelangt das Rohgas über eine Leitung in die Waschkolonne 4, taucht in ein Wasserbad 8 ein und wird als Blasensäule nach oben in einen Freiraum mit geringer Rohgasgeschwindigkeit geführt. In dieser ersten Gaswaschstufe werden etwa 30 Ma% des Grobstaubes im Korngrößenbereich von 2.500 bis 10 μm aus dem Rohgas entfernt.An entrained flow reactor with a gross output of 500 MW is supplied with 80 mg / h of pulverized fuel from a lean coal according to the principle of flow promotion with carbon dioxide as carrier gas via dust delivery lines and together with 45,000 m ³ iN / h of oxygen in the gasification chamber 1 reacted at a temperature of 1650 ° C and a pressure of 4.5 MPa to a crude synthesis gas. The gasification room 1 is limited by a cooling screen. The fuel ash is melted at said gasification temperatures and mostly applied to a cooling screen, runs down and passes over the raw gas and slag discharge port 2 in the following quenching room 3 , The raw gas quantity reaches 135,000 m ³ iN / h. The temperature after quenching is 225 ° C, the pressure 4.0 MPa, the crude gas is saturated with water vapor. Not all of the molten to slag fuel ash reaches the cooling screen, but a part is discharged directly with the raw gas stream, so that the raw gas carries a dust content of about 2 g / m ³ iN. Since this dust leads to disruptions in subsequent processes due to erosion or deposits, removal to residual contents of <1 mg / m ³ iN is required, with particulate matter deposition representing a special technological challenge. To meet the objective, a three-stage gas scrubber system will be installed. The first stage has a special quench system 3 and a downstream scrubbing column 4 , which works as a bubble column on. In the quench room 3 Raw gas and slag are first cooled by injecting quench water to 225 ° C, the crude gas is saturated with water vapor. Due to the special design of the quenching chamber, the precipitation of coarse dust already begins here. This is done via the raw gas outlet 7 a hood 6 with spraying 5 installed, in which the raw gas is forced by a from the water bath to under the hood extending partition to a three-time change of direction. The hood 6 and the partition may be drawn over part or all of the circumference of the quench space. Behind the raw gas outlet 7 can over an injection 5 Wash water is first introduced. Next, the crude gas passes through a line in the wash column 4 , dips in a water bath 8th and is guided as a bubble column up into a space with low raw gas velocity. In this first gas scrubbing stage, about 30% by weight of the coarse dust in the particle size range from 2,500 to 10 μm is removed from the raw gas.

Die zweite Waschstufe ist mit einem Venturiwaschsystem gebildet, in dem ein erster Venturiwascher 9 mit fester und ein zweiter Venturiwascher 10 mit regelbarer Kehle angeordnet sind. Die regelbare Kehle im zweiten Venturiwascher 10 erlaubt es auf schwankende Rohgasmengen zu reagieren. In dieser zweiten Waschstufe werden ca. 35 Ma% des im Rohgas mitgeführten Staubes in einem Korngrößenbereich bis 6 μm abgeschieden. Nach dem zweiten Venturiwascher 10 wird das teilgereinigte Rohgas über Leitung 11 weiteren Reinigungs- aber auch Feinreinigungsstufen (hier nicht eingezeichnet) zugeführt, bevor es in weitere Anlagen zur Konditionierung und chemischen Reinigung gelangt (hier ebenfalls nicht eingezeichnet). Das Feststoff-beladene Waschwasser der Waschkolonne 4, aus den Abscheidern 12 und 13 der Venturiwascher 9 und 10, aus dem Quenchraum 3 sowie weiteren (hier nicht eingezeichneten Waschstufen) wird über füllstandsgeregelte Armaturen in den Zwischenbehälter 14 teilentspannt.The second washing stage is formed with a venturi wash system in which a first venturi washer 9 with a solid and a second Venturi washer 10 are arranged with adjustable throat. The adjustable throat in the second venturi washer 10 allows it to respond to fluctuating amounts of raw gas. In this second washing stage, about 35% by mass of the dust entrained in the raw gas is deposited in a particle size range up to 6 μm. After the second Venturi washer 10 is the partially purified raw gas via line 11 other cleaning but also fine cleaning stages (not shown here) before it passes into other facilities for conditioning and dry cleaning (also not shown here). The solids-laden wash water of the wash column 4 , from the separators 12 and 13 the Venturi washer 9 and 10 , from the quenching room 3 and other (not shown here washing stages) is about level controlled valves in the intermediate container 14 partially relaxed.

In der Waschkolonne 4 und in den Venturiwaschern 9 und 10 haben Rohgas und Waschwasser eine Temperatur von 201°C erreicht. Theoretisch könnte das Waschwasser damit bis auf den Siededruck von 1,6 MPa entspannt werden, ohne dass sich Wasserdampfschwaden bilden. Praktisch wählt man den Entspannungsdruck 0,2 bis 0,5 MPa höher um sicher zu sein, dass es nicht zur Verdampfung kommt. Das teilentspannte Waschwasser wird anschließend aus dem Zwischenbehälter 14 dem Entspannungsbehälter 15 über die Entspannungsvorrichtung 17 zugeführt und bis auf den gewünschten Enddruck entspannt, der im Bereich des Umgebungsdruckes oder darunter liegt. Hierbei entstehen gashaltige Dampfschwaden, die über die Leitung 16 abgeführt werden. Das entspannte Waschwasser wird über die Leitung 18 aus dem Entspannungsbehälter 15 abgezogen und einer Anlage zur Feststoffabtrennung, wie beispielsweise einem Rundeindicker oder Filter (hier nicht eingezeichnet) zugeführt und im gereinigten Zustand der Quenchung und dem Waschsystemen 4, 9 und 10 im Kreislauf wieder zugeführt.In the wash column 4 and in the venturi washers 9 and 10 Raw gas and wash water have reached a temperature of 201 ° C. Theoretically, the scrubbing water could thus be relieved to the boiling pressure of 1.6 MPa, without the formation of steam vapor. Practically, one chooses the expansion pressure 0.2 to 0.5 MPa higher to be sure that it does not come to evaporation. The partially released wash water is then removed from the intermediate container 14 the relaxation tank 15 about the relaxation device 17 supplied and expanded to the desired final pressure, which is in the range of the ambient pressure or less. This produces gaseous steam billowing over the pipe 16 be dissipated. The relaxed wash water is over the line 18 from the relaxation tank 15 withdrawn and fed to a plant for solids separation, such as a round thickener or filter (not shown here) and in the purified state of the quenching and the washing systems 4 . 9 and 10 recycled in the circuit.

Beispiel 2Example 2

Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 wird das feststoffbeladene Waschwasser in den Zwischenbehälter 14 teilentspannt und steht bei einer Temperatur von 201°C unter einem Druck von beispielsweise 1,8 MPa. Um die Entspannung ohne die Bildung von Dampfschwaden weiterzuführen wird in weiteren Stufen das Waschwasser zunächst gekühlt und danach weiter entspannt. Dazu wird das Waschwasser im Waschwasserkühler 19 auf 30°C gekühlt und in der Entspannungsvorrichtung 20 auf einen Druck von 0,12 MPa entspannt und im Entspannungsbehälter 21 gesammelt, abgezogen und einer Einrichtung zur Feststoffabscheidung wie beispielsweise einem Rundeindicker zugeführt, bevor es im Kreislauf in verschiedenen Waschsystemen wieder als Waschwasser genutzt wird. Der Waschwasserkühler 19 kann auch als Kombination eines Abhitzekessels und eines Kühlers eingesetzt werden, um einen Teil der fühlbaren Wärme des Waschwassers vor der Entspannung 20 zur Erzeugung von Mitteldruckdampf zu nutzen.Under the same conditions as in Example 1, the solids-laden washing water in the intermediate container 14 partially relaxed and is at a temperature of 201 ° C under a pressure of, for example, 1.8 MPa. In order to continue the relaxation without the formation of vapor billowing, the washing water is first cooled in further stages and then further relaxed. For this purpose, the washing water in the washing water cooler 19 cooled to 30 ° C and in the expansion device 20 relaxed to a pressure of 0.12 MPa and in the expansion tank 21 collected, withdrawn and fed to a device for solids separation such as a round thickener before it is used again in the circulation in various washing systems as washing water. The washing water cooler 19 It can also be used as a combination of a waste heat boiler and a cooler to absorb some of the sensible heat of the wash water before it is released 20 to use for generating medium pressure steam.

Bei Teilentspannung stellt sich ein Druck ein, der zwischen dem Vergasungsdruck (Druck im Reaktionsraum der Vergasungseinrichtung) und dem Atmosphärendruck liegt.Partial expansion sets a pressure which is between the gasification pressure (pressure in the reaction chamber of the gasification device) and the atmospheric pressure.

Bei dem erfindungsgemäßen Quench- und Waschsystem werden die verschiedenen Waschwässer in einem Waschwasser-Kreislauf geführt.In the quenching and washing system according to the invention, the various washing waters are conducted in a washing water cycle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vergasungsraumgasification chamber
22: Rohgas- und SchlackeaustragsöffnungCrude gas and slag discharge opening
33: Quenchraumquench
44: Waschkolonne als BlasensäuleWash column as a bubble column
55: Bedüsung RohgasabgangSpraying raw gas outlet
66: HaubeHood
77: Rohgasabgangcrude gas
88th: Wasserbadwater bath
99: erster Venturiwascherfirst venturi washer
1010: zweiter Venturiwaschersecond venturi washer
1111: Rohgasleitungraw gas
1212: Abscheider zu 9 Separator too 9
1313: Abscheider zu 10 Separator too 10
1414: Zwischenbehälterintermediate container
1515: Entspannungsbehälterexpansion tank
1616: Schwadenleitungswaths line
1717: Entspannungsvorrichtungrelief device
1818: WaschwasserleitungWash Water
1919: Waschwasserkühler oder -dampferzeugerWasher water cooler or steam generator
2020: Entspannungsvorrichtungrelief device
2121: Entspannungsbehälterexpansion tank
2222: WaschwasserleitungWash Water

Claims

Verfahren zur Entspannung von Feststoff-beladenen Waschwässern mit Temperaturen bis 260°C, die bei der Waschung und Kühlung von staubführenden Rohgasen bei der Flugstromvergasung fester und flüssiger Brennstoffe bei Drucken bis 10 MPa anfallen, ohne dass Dampfschwaden entstehen, demzufolge – die mit unterschiedlichen Drücken im Quenchraum (3) eines Flugstromvergasers und in verschiedenden Waschstufen (4, 9, 10) anfallenden Feststoff-beladenen Waschwässer unter individueller Teilentspannung einem gemeinsamen Zwischenbehälter (14) zugeführt werden, wobei der Entspannungsdruck gleich oder größer als der Dampfdruck der Waschwässer bei der jeweiligen Waschwassertemperatur eingestellt wird, – das teilentspannte, Feststoff-beladene Waschwasser aus dem Zwischenbehälter (14) vor der nachfolgenden Entspannungsvorrichtung (20) in einem Waschwasserkühler (19) gekühlt wird und in der Entspannungsvorrichtung auf einen Druck entspannt wird, der gleich oder größer als der Dampfdruck des Waschwassers bei seiner Temperatur eingestellt wird, – das entspannte Feststoff-beladene Waschwasser (22) einer Feststoffabtrennung unterworfen und in den Waschwasser-Kreislauf zurückgeführt wird.Process for the relaxation of solids-laden washing waters with temperatures of up to 260 ° C, which occur in the washing and cooling of dust-bearing raw gases in the flow gasification of solid and liquid fuels at pressures up to 10 MPa, without causing vapor swirls, which - with different pressures in the Quenching room ( 3 ) of an entrainment gasifier and in various washing stages ( 4 . 9 . 10 ) accumulating solids laden wash water under individual partial relaxation a common intermediate container ( 14 ), wherein the expansion pressure is set equal to or greater than the vapor pressure of the wash water at the respective wash water temperature, - the partially relaxed, solid-laden wash water from the intermediate container ( 14 ) before the subsequent expansion device ( 20 ) in a washing water cooler ( 19 ) is cooled and is expanded in the expansion device to a pressure which is set to be equal to or greater than the vapor pressure of the wash water at its temperature, - the relaxed solids-laden wash water ( 22 ) is subjected to solids separation and returned to the wash water circuit.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein erster Teil von kleiner 50 Prozent der teilentspannten Waschwässer aus dem Zwischenbehälter (14) in einer Entspannungsvorrichtung (15, 17) auf Umgebungsdruck entspannt wird, – die dabei entstehenden gashaltigen Dampfschwaden (16) abgezogen und einer Verwertung zugeführt werden, – das entspannte Feststoff-beladene Waschwasser (18) aus der Entspannungsvorrichtung (15) einer Feststoffabtrennung unterworfen und in den Waschwasser-Kreislauf zurückgeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that - a first part of less than 50 percent of the partially tensioned washing water from the intermediate container ( 14 ) in a relaxation device ( 15 . 17 ) is released to ambient pressure, - the resulting gas-containing vapor swaths ( 16 ) and recycled, - the relaxed solids-laden wash water ( 18 ) from the expansion device ( 15 ) is subjected to solids separation and returned to the wash water circuit.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das teilentspannte Waschwasser auf 30°C abgekühlt wird.A method according to claim 2, characterized in that the partially expanded wash water is cooled to 30 ° C.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das feststoffbeladene Waschwassers in ein, zwei oder mehreren Stufen entspannt wird, wobei die Entspannungsdrucke 0,01 bis 0,5 MPa über dem Gleichgewichtsdampfdruck liegen, der von der jeweiligen Temperatur des Waschwassers bestimmt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solids-laden wash water is depressurized in one, two or more stages, wherein the depressurization pressures are 0.01 to 0.5 MPa above the equilibrium vapor pressure, which is determined by the respective temperature of the wash water.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Teil der teilentspannten Waschwässer aus dem Zwischenbehälter (14), der sich mit dem erster Teil der teilentspannten Waschwässer auf kleiner 50 Prozent addiert, ohne weitere Entspannung in den Waschwasser-Kreislauf zurückgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a second part of the partially released washing water from the intermediate container ( 14 ), which adds up to less than 50 percent of the first part of the partially expanded wash water, is returned to the wash water cycle without further relaxation.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das teilentspannte Waschwasser in einem Waschwasserkühler (19), der durch einen Dampferzeuger gegeben ist, gekühlt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the partially relaxed washing water in a washing water cooler ( 19 ), which is given by a steam generator, is cooled.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das teilentspannte Waschwasser in einem Waschwasserkühler (19), der als Kombination eines Abhitzekessels und eines Kühlers gegeben ist, gekühlt wird.Method according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the partially relaxed washing water in a washing water cooler ( 19 ), which is given as a combination of a waste heat boiler and a radiator, is cooled.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas in einem Venturiwaschsystem gereinigt wird, in dem ein erster Venturiwascher (9) mit fester und ein zweiter Venturiwascher (10) mit regelbarer Kehle angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the raw gas is purified in a Venturi washing system in which a first Venturi washer ( 9 ) with a fixed and a second Venturi washer ( 10 ) are arranged with adjustable throat.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschwässer auch Quenchwässer und/oder Kondensate umfassen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the washing waters also comprise quench waters and / or condensates.