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Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases von hohem Heizwert und eines
methanarmen Synthesegases Es ist bekannt, in einem Abstichga.serzeuger mit Schwelaufsatz
stückige Brennstoffe zu schwelen und anschließend zu vergasen, wobei von dem im
Gaserzeugerunterteil erzeugten Gas ein Teilstrom zum Schwelen des Brennstoffs durch
den Schwelaufsatz geleitet und ein weiterer Teilstrom aus dem Gaser7euger unterhalb
des Schwelaufsatzes abgezogen. wurde.
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Weiterhin ist es bekannt, dem im Schwelaufsatz zu schwelenden Brennstoff
Wärme durch Anwendung eines sogeniannten Gaskreislaufes zuzuführen, indem im Abs
t.ichgaserzeuger erhaltene heiße Brenngase in das Unterteil des Schwelaufsatzes
geleitet und nach Wärmeabgabe aus dem Oberteil wieder abgeführt wurden. Diese Gase
wurden sodann durch Zugabe von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gaisen und Verbrennung
eines Teiles wieder aufgeheizt und im Kreislauf zurückgeführt, wobei von Zeit zu
Zeit oder fortlaufend die Verbrennungsgase, durch Brenngase ersetzt wurden. Durch
den Gaskreislauf wurde ein geringerer Methangehalt (0,211/o) im Endgas erhalten
und außerdem der Zerfall des brikettierten Brennstoffs und die dadurch bedingte
Herabsetzung der Gaserzeugerleistung vermieden. Bei diesem Verfahren wie auch bei
dem eingangs erwähnten besteht die ,Möglichkeit, das Schwelgas, anstatt es zur Spaltung
in das Unterteil des Gaserzeugers zu führen, je nach Bedarf ganz oder teilweise
abzuführen und .als Brenngas mit hohem Heizwert zu verwenden.
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Beide Verfahren haben den Nachteil, daß sie nur stückigen oder brikettierten
Brennstoff verwenden können.
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Es ist ferner bekannt, körnige Kohle im Abistichgas-erzeuger zu vergasen.
Hierbei wird über dem festen Bett aus Koks ein Wirbelbett erzeugt, die Kohleteilchen
werden, zum größten Teil aus dein Wirbelbett abgezogen und in einem kleinen Reaktionsraum,
der als Wirbelkammer ausgebildet ist, vergast und die Vergasungserzeugnisse in das
Gaserzeugerunterte,il eingeführt.
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Bei diesem bekannten Verfahren kann zwar körnige Kohle bei hoher Leistung
vergast werden, jedoch ist es nicht möglich, neben der Erzeugung von Synthesegas
gleichzeitig ein Brenngas mit hohem Heizwert aus dem Gaserzeuger abzuziehen.
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Es wurde nun gefunden, daß man im Abstichga.serzeuger körnige Kohle,
z. B. handelsübliche Gasßamml;ohle oder getrocknete, körnige Braunkohle, so vergasen
kann, daß man gleichzeitig ein sehr methanarmes Synthesegas (0,211/o) und ein Brenngas
mit hohem Heizwert erhält. Hierbei geht man in an sich bekannter Weise von zwei
verschiedenen Brennstoffen aus, nämlich einerseits solchen, wie z. B. Anthrazit
oder Koks, die beim Erhitzen nur sehr wenig oder keine flüchtigen Bestandteile abgeben,
und von körniger Kohle, z. B. handelsüblicher Gasflammkohle oder getrockneter, körniger
Braunkohle. Hierbei wird ein Abstichgaserzeuger benutzt, bei dem in üblicher Weise
stückiger Brennstoff, vorzugsweise Koks, im Gegenstrom zum erzeugten Gas allmählich
von oben nach unten zum heißesten Teil des Gaserzeugers wandert. Gemäß der Erfindung
führt man nun die gesamte körnige Kohle in den oberen: Teil des Gaserzeugers oberhalb
der stückigen Brennstoffschicht oder in einem besonderen Aufsatz ein; so daß sie
eine auf dem stückigen Brennstoff lagernde Schicht bildet, die durch einen Teilstrom
des in der da!runterliege:nden ruhenden Brennstoffschicht erzeugten Gases in wirbelnde
Bewegung versetzt wird; außerdem werden in dieses Wirbelbett unmittelbar exotherm
reagierende Vergasungsmittel, gegebenenfalls zusammen mit endotherm reagierenden
Vergasungsmitteln, eingeblasen, so, daß die körnige Kohle geschwelt und teilweise
vergast wird. Die in der Wirbelschicht geschwelten bzw. entgasten Kohleteilchen
werden durch: einen Überlauf aus der Wirbelschicht abgezogen, und zusammen mit exotherm
und gegebenenfalls noch endotherm reagierenden Vergasungsmitteln in das Unterteil
des Gaserzeugers eingeführt. Das in der Wirbelschicht erzeugte methanhaltige Gas
mit hohem Heizwert und der Teil des in der ruhenden Brennstoffschicht hergestellten
sehr methanarmen, für Synthesen geeigneten Gases, der nicht für die Wirbelschicht
benötigt wird, werden gesondert durch je einen besonderen Gasausgang abgeführt.
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Es ist nun aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, daß bei geringem
Verbrauch von wertvollem stückigem Brennstoff möglichst viel der billigen körnigen
Kohle geschwelt und vergast wird. Aus diesem Grund.
gibt man vorteilhaft
in das Unterteil des Gaserzeugers nur so viel Sauerstoff oder sauerstoffhaltige
Gase und gegebenenfalls noch cnd@>th.erm reagierende Vergasungsmittel, die als Trägergas
für die einzuführenden geschwelten bzw. entgasten Kohleteilchen dienen, daß aus
etwa noch vorhandenen flüchtigen Bestandteilen der kdrn:igen, mindestens zum Teil
geschwelten Kohle nur Kohlenoxyd, Kohlendioxyd und Wasserstoff entstehen und so
viel Kohlenstoff des Kokses und der körnigen Kohle vergast wird, daß die hierbei
entstehende Wärme ausreicht, um die körnige Kohle und die Vergasungsmittel aufzuheizen,
die etwa zugegebenen, endctherm reagierenden Vergasungsmittel umzusetzen, die, Schlacke
zu schmelzen und die Wärmeverluste zu decken. Mit dem unten in der ruhenden Schicht
des Gaserzeugers erzeugten Gas wird ein Teil der aus der Wirbelschicht abgeführten
und unten wieder eingeführten entgasten körnigen Kohle durch. das Bett aus stückige@m
Brennstoff hindurchgetragen und gelangt zum. Teil wieder in die Wirbelschicht und.
zum Teil mit dem aus dem Ab -stichga.serzeuger unterhalb der Wirbelschicht abgezogenen
Synthesegas in einem Staubsack, aus dem die Kohleteilchen abgeschieden und zusammen
mit exotherm oder °-xctlierm und endotherm reagierenden Vergasungsmitteln in den
Gaserzeuger zurückgeführt werden. Wegen des Unterschiedes in der Reaktionsfähigkeit
zwischen entgaster körniger Kohle und Koks ist es vorteilhaft, nur einen, Teil der
aus dem Staubsack kommenden entgasten Kohleteilchen in. die untere, heißeste Zone
des Abstichgaserzeugers, den Rest jedoch oberhalb dieser Zone in den Gaserzeuger
einzublasen und hier durch die Wahl des Verhältnisses von exotherm zu endotherm
reagierenden Vergasungsmitteln eine Temperatur von 900 bis 1300° C einzustellen.
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In einem hinter dem Staubsack angeordneten Zyklonabscheider oder einem:
anderen Abscheider, z. B. einem elektrischen Staubab,scheid'er, wird der Feinstaub,
aus dem Gas abgeschieden und zusammen mit exotherm, gegebenenfalls auch noch endotherm
reagierenden Vergasungsmitteln zwecks Vergasung in das Unterteil des Gaserzeugers
eingeblasen. Der in den in. der Wirbelschicht erzeugten Gasen vorhandene Staub wird
ebenfalls in einem Staubabschtider vom Gas getrennt und wieder in das Unterteil
des Gaserzeugers eingeführt.
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Das Verfahren hat gegenüber den eingangs geschilderten bekannten Verfahren
die Vorteile, daß man billige körnige Kohle verwenden kann und daß außer einem sehr
methanarmen (0,21/o) Synthesegas gleichzeitig ein Brenngas mit hohem Heizwert erzeugt
wird. Die Leistung eines gemäß der Erfindung betriebenen Abstichgaserzeugers bleibt
die gleiche wie bei einem in üblicher Weise nur mit stückigem Brennstoff betriebenen
Gaserzeuger.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert:
Der Koks wird aus dem Bunker 1 über die Brennstoffschaeuse 2 in das Gaserzeugeroberteil
3, das als besonderer Aufsatz ausgebildet sein kann, gegeben, von wo er im Gegenstrom
zum Gas in den eigentlichen Vergasungsraum des Abstichgaserzeugers 4 gelangt Lind
zu dessen unterer, heißer Zone hinwandert. Die körnige Kohle wird vom Bunker 5 durch
die Eintragevorrichtung 6 oberhalb der Koksschicht 7 unmittelbar in die Wirbelschicht
8 eingetragen. Von dem aus der ruhenden Koksschicht kommenden Gas wird ein Teilstrom
in die Wirbelschicht geleitet. dessen Menge durch nicht gezeichnete Drosselklappen
in den beiden Ausgangsleitungen 10 und 11 eingestellt wird. In die Wirbelschicht
8 wird durch Formen 12 ein Dampf-Sauerstoff-Gemisch eingeblasen. Das hier erzeugte
metlianhaltige Brenngas von hohem Heizwert strömt über den Zyklonabscheider 9, in
dem mitgerissener Staub abgeschieden wird, und die Ausgangsleitung 10 zur Weiterverarbeitung.
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Durch den Cberlauf 13 werden die geschwelten bzw. entgasten und teilweise
vergasten Kohleteilchen aus der Wirbelschicht 8 abgezogen und durch die Eintragevorrichtung
14 und die Form 15 in die untere, heißeste Zone des Gaserzeugers eingebracht. Als
Trägergas für die Kohleteilc.hen wird bei der 1-intragel-orrichtung 14 wie auch
bei sämtlichen anderen Eintragevorrichtungen Kohlensäure verwendet. In die, Form
15 wird Sauerstoff zugegeben, durch welchen die geschwelten Kohleteilchen mindestens
zum Teil vergast werden. Mit dem in der ruhenden Koksschicht erzeugten Gas werden
die nicht restlos vergasten Kobleteilchen durch die Koksschicht nach oben getragen
und gelangen teils in die Wirbelschicht 8, von wo sie zusammen mit den geschwelten
Kohleteilchen wieder in das Gaserzeugerunterteil zurückgebracht werden, und teils
über Leitung 16 in den Staubsack 17. Ein Teil der hier aus dem Gas abgeschiedenen
Kohleteilchen wird über die Eintragevorrichtung 18 und Form 19 zusammen mit Vergasungsmitteln
unmittelbar oberhalb der heißesten Zone des Gaserzeugers. eingeblasen. Der restliche
Teil sowie der in den Zyklonabscheidern 9 und' 20 abgeschiedene Staub werden über
die entsprechenden Eintragevorrichtungen 21, 22 und 23 durch Form 24 in die heißeste
Zone- des Gaserzeugers eingebracht. In Form 24 werden Vergasungsmittel zugegeben.
Das durch Leitung 11 abziehende Gas ist praktisch frei von Koblenwasserstoffen und
für Synthesen vorzüglich geeignet.