DE2909676A1

DE2909676A1 - Verfahren zur herstellung von synthesegas

Info

Publication number: DE2909676A1
Application number: DE19792909676
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl Chem Dr Schuster
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1979-03-12
Publication date: 1980-09-18

Description

Verfahren zur Herstellung von Synthesegas Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Synthesegas aus festen oder flüssigen Brennstoffen, z.B. durch Vergasung von schwerem Heizöl, wo als Vergasungsmittel Wasserdampf und Sauerstoff unter Druck dienen. Bei einem anderen Verfahren wird Kohlestaub mit Sauerstoff und Dampf umgesetzt.
In jüngerer Zeit wurden zahlreiche Prozesse zur Pyrolyse von Müll oder von Biomasse, wie Holz- oder landwirtschaftlichen Abfällen entwickelt. Diese beruhen meist auf der rein thermischen Behandlung der Ab fälle, wobei ein brennbares Gas entsteht, das zum Teil zur Beheizung der Pyrolyseöfen verwendet wird. Der entstehende Koks wird getrennt verbrannt.
Andere bekannte Verfahren zur Vergasung verwenden Klärschlamm als Brennstoff. Die allgemein übliche Bauart ist der Gegenstromgenerator. Bevor jedoch der Frischschlamm dem Generator zugeführt werden kann, ist eine Vorbehandlung erforderlich. Die einzelnen Verfahrensstufen sind dabei: Eindickung, mechanische Entwässerung durch Zentrifugen oder Filterpressen, thermische Trocknung und Brikettierung.
is wurde nun gefunden, daß man Synthesegas aus Klärschlämmen in einfacher Weise erhalten kann, indem man den noch feuchten Klärschlamm mit Zusatzbrennstoffen vergast.
Bei dem neuen Verfahren läßt man die latente Wärme nicht in die Atmosphäre entweichen, sondern verwendet sie zur Vergasung anderer Brennstoffe.
Als solche Brennstoffe können beispielsweise Kohlenstaub, schweres Heizöl und andere brennbare Ab fälle dienen. Man gibt die Zusatzbrennstoffe zweckmäßig in einer Menge zu, daß der Wassergehalt des Klärschlamms zur Vergasung der organischen Bestandteile des Klärschlammes und des Zusatzbrennstoffes ausreicht. Als zweites Vergasungsmittel wird Sauerstoff benötigt. Mann kann aber auch Luft als auch an Sauerstoff angereichterte Luft verwenden.
Ein Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß alle im Schlamm enthaltenen Substanzen bis zum völlig inerten Endmaterial geruchsfrei oxidiert werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der extremen Massenverminderung der Klärwerksabgänge. Zweckmäßiger Weise wäre eine selbstgängige bzw.
autarke Verbrennung. Bei dieser Arbeitsweise ist die Verbrennungswärme des Klärschlammes ausreichend, das mitgeführte Wasser auf 1000C aufzuheizen, zu verdampfen und auf eine Temperatur von 900 bis 1 0000C zu bringen. Auch die mitgeführten Inertstoffe und die Verbrennungsluft müssen auf die gleichen Temperaturen erhitzt und verfahrensbedingte Wärmeverluste ersetzt werden.
Der Zusatzbrennstoff kann entweder getrennt dem Generator zugeführt oder vorher dem Klärschlamm beigemischt werden.
Bei der Vergasung von Kohleschlamm ist letztere Ausführungsart besonders günstig, da hierdurch der Wassergehalt des Klärschlamms herabgesetzt wird. Man kann hierdurch den Wassergehalt und damit auch die Menge des Zusatzbrennstoffes vermindern und auseinander einstellen.
Bei der Durchführung des Verfahrens kann man die üblichen Reaktoren verwenden. Es ist jedoch zweckmäßig von der üblichen Bauart, z.B. eines Gegenstromgenerators bei der erfindungsgemäßen Betriebsweise abzuweichen. Es besteht die Möglichkeit, daß darin der zur Vergasung notwendige Wasserdampf aus dem Vergasungsgut heraus geb las en wird und ohne Kreisführung der heißen Gase nicht weiter umgesetzt wird.
Vorteilhaft können auch andere Vergasungssysteme, wie z.B.
Wirbelschichtöfen oder Drehrohröfen angewendet werden. Die Auswahl des geeigneten Reaktortyss richtet sich nach der Art der Vorbereitenden Verarbeitung des Klärschlammes. Der Klärschlamm kann z.B. durch Kohlestaubzusatz entweder in standfest Stücke gepreßt oder als thixotrope Masse gepumpt werden. Im ersten Falle wird man zweckmäßig einen Schachtofen im letzteren einen Wirbelschicht- oder Druckvergaser mit Verdüsung als Generator einsetzen.
Zur Erhöhung des Umsatzes und der Reaktionsgeschwindigkeit ist es vorteilhaft, unter Überdruck zu arbeiten.
Verwendet man das erzeugte Gas als Heizgas, beispielsweise in einer Gasturbine, so erzielt man dadurch einen höheren Wirkungsgrad; will man das Gas hingegen als Synthesegas einsetzen, erspart man einen Teil der Kompressionsenergie.
Beispiel Ein Reaktionsrohr aus Quarzglas, das in der Mitte ein Drahtnetz mit einer Maschenweite von 1 mm trägt, wird in einem elektrischen Ofen auf 1 1000C aufgeheizt. In diese Apparatur werden im Gleichstrom von oben im Verlauf von 3 3/4 Stunden 800 g einer Paste, die 462 g Trockensubstanz und 338 g Wasser enthält, mittels einer Schnecke zugegeben.
Die Trockensubstanz besteht aus 49 % Kohlenstaub und 51 % Klärschlammtrockensubstanz. Der Kohlenstoffgehalt der gemischten Trockensubstanz beträgt 46 %. Gleichzeitig wurden 16 Nl/h Sauerstoff eingeführt.
Bei dieser Vergasung werden 754 Nl Gas und 150 g Schlacke erhalten. Das Gas hat folgende Zusammensetzung: C02 CO H2 CH4 N2 2 12,3 31,4 52,3 2,0 1,4 0,04

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von Synthesegas aus Klärschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß man den noch feuchten Klärschlamm mit Zusatzbrennstoffen vergast