DE3102819A1

DE3102819A1 - Verfahren fuer die rueckgwinnung von waerme bei der kohlevergasung und vorrichtung dafuer

Info

Publication number: DE3102819A1
Application number: DE19813102819
Authority: DE
Inventors: Arisaki Kure Hiroshima Kenji
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1982-02-18
Also published as: US4461629A; US4464183A; DE3102819C2

Description

B e s c h r e i_b__u_n g

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Kuhlen von in einem Kohlegasgenerator erzeugtem heißem Gas unter Rückgewinnung der Wärme desselben und der Entfernung von Staub und Teer daraus, sowie auf für die Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtungen.

In einem bekannten Verfahren der Kohlenvergasung wird die Kohle bei hohen Temperaturen und Drücken mit Wasserstoffgas, Dampf od. dergl. zur Reaktion gebracht. Die dabei in einem Eohlegasgenerator erzeugten Gase haben sehr hohe Temperaturen von beispielsweise etwa 800 bis 1000 ⁰C und enthalten Kohlen-, Aschen- und sonstige Stäube, sowie Teer, Pech, öldämpfe und dergl.. Vor der nutzbringenden Verwendung des Gases muß dieses gekühlt und müssen Staub, Teer und sonstige Verunreinigungen daraus entfernt werden, wobei die Kühlung vorzugsweise mit der Rückgewinnung der Wärme verbunden ist.

Die Kühlung des Gases erfolgt in bekannten Verfahren entweder mittels eines Röhrenwärmetauschers oder durch direktes Einsprühen eines Kühlmittels. Bei der Kühlung mittels eines ein von einem Mantel umschlossenes Rohrbündel aufweisenden Wärmetauschers ergibt sich der Nachteil, daß der in dem zu kühlenden Gas enthaltene Teer an der Oberflächen der Wärmetauscherrohre kondensiert und erstarrt, wodurch sowohl der Wärmeaustausch als auch die Durchströmung des Wärmetauschers beeinträchtigt werden. Die Kühlung des Gases durch direktes Einsprühen eines Kühlmittels, z.B. öl, ist dagegen äußerst unwirtschaftlich, da hierbei die im Gas enthaltene Wärme ungenutzt verlorengeht.

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Ein. Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Entfernen von Staub aus in einer Kohlevergasungsanlage erzeugtem Heißgas und zum Kühlen des Gases ohne beeinträchtigung durch kondensierenden Teer und dergl..

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens für die Rückgewinnung der im Heißgas enthaltenen Wärme sowie von bei der Kohlevergasung insgesamt freigesetzter Wärme.

Koch ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Vorrichtungen für die Entstaubung und Kühlung des Heißgases sowie für die Rückgewinnung der darin enthaltenen Wärme.

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Anlage für den vorstehend genannten Zweck, mit einer Wärmetauscheranordnung, welche bei einer Temperatur arbeitet, bei welcher der in dem Gas enthaltene Teer allenfalls kondensiert, jedoch nicht erstarrt, so daß der kondensierte Teer von selbst abfließt und die Oberflächen der Wärmetauscherrohre nicht verunreinigt werden, sowie mit einer mit'.hohem Wirkungsgrad arbeitenden Kühlvorrichtung, in welcher das Gas durch direkten Kontakt mit einem Kühlmittel entstaubt und gekühlt wird.

Bei einem Verfahren der genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das in einem Kohlegasgenerator erzeugte Gas durch einen eine Anordnung von von einem Kühlmittel, z.B. Wasser, durchströmten Wärmetäuscherrohren enthaltenden Pließbettkühler geleitet wird, in welchem das Gas unter Eückgewinnung der darin enthaltenen Wärme in Form von heißem Wasser oder Dampf gekühlt wird und im Gas enthaltene Verunreinigungen durch Anhaften derselben an dem Material

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des Fließbetts aus dem Gas entfernt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens findet zwischen den aus dem Eohlegasgenerator ausgetragenen Rückständen und einem Kühlmittel ein Wärmeaustausch statt, um die in den Rückständen enthaltene Wärme etwa in Form von heißem Wasser oder Dampf zurückzugewinnen und sie mit der im Fließbettkühler zurückgewonnenen Wärme zu kombinieren.

Ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeter Fließbettkühler hat vorzugsweise die Form eines aufrecht stehenden Eessels mit einem von einem Kühlmittel durchströmten, sich entlang dem axialen Mittelbereich eines aus einem Fließbettmaterial innerhalb des Kessels gebildeten Fließbetts erstreckenden Fallrohr, einem am unteren Ende des Fallrohrs angeordneten Verteiler, einer Anzahl von Wärmetauscherrohren, welche vom Verteiler zunächst radial auswärts verlaufen und sich dann parallel zur Strömung eines dem unteren Teil des Kessels zugeführten Gases aufwärts erstrecken, und mit einer mit den oberen Enden der Wärmetauscherrohre verbundenen Sammelleitung.

Ia einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, daß das in dem Fließbettkühler enthaltene Fließbettmaterial mit den daran anhaftenden Verunreinigungen aus dem Gas aus dem Fließbettkühler ausgetragen und durch Verbrennung in einem Fließbettofen regeneriert wird, und daß die durch die Verbrennung erzeugte Wärme durch Wärmeaustausch mit einem im Fließbettofen angeordnete Wärmetauscherrohre durchströmenden Kühlmittel zurückgewonnen wird.

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Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren für die Kühlung und Entstaubung von in einem Kohlegasgenerator erzeugtem Gas sowie für die Rückgewinnung der in dem Gas enthaltenen Wärme, bei welchem das Gas durch eine Fließbettanordnung, z.B. einen Fließbettkühler und/oder ein Wanderbettfilter hindurchgeleitet und dabei unter Wärmerückgewinnung durch Wärmeaustausch mit einem in der Fließbettanordnung angeordnete Wärmetauscherrohre durchströmenden Kühlmittel gekühlt wird und das in der Fließbettanordnung gekühlte Gas nacheinander durch einen Gaskühlör und eine Gaswäsche hindurchgeleitet wird, um es weiter zu kühlen und Staub sowie Teernebel daraus zu entfernen und dabei die Restwärme des Gases zurückzugewinnen.

Als Kühlmittel sind Strömungsmittel verwendbar, deren Übergangsphase vom flüssigen zum gasförmigen Zustand bei einer geeigneten Temperatur liegt, z.B. Wasser, Alkohole und andere organische und anorganische Verbindungen.

Bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittel wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchgeführt, daß das im Gasgenerator erzeugte Gas durch einen Fließbettkühler hindurchgeleitet und dabei unter Rückgewinnung seiner Wärme in Form von Hochdruckdampf durch Wärmeaustausch mit im Fließbettkühler angeordnete Wärmetauscherrohre durchströmendem Wasser gekühlt wird, und daß das im Fließbettkühler vorgekühlte Gas nacheinander durch ein Granulatbettfilter, einen Gaskühler und eine Gaswäsche hindurchgeleitet und in der Gaswäsche ein öl, vorzugsweise ein zurückgewonnener Teer, zum Kühlen des Gases und zum Entfernen von Staub und Teernebel daraus versprüht wird, wobei bei der Kühlung des Gases im Gaskühler und in der Gaswäsche die Restwärme des Gases zur Erzeugung von Mitteldruckdampf bzw. ITiederdruckdampf zurückgewonnen wird.

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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Wanderbettfilter einen aufrecht stehenden Kessel, eine im axialen Mittelbereich des Kessels angeordnete Gaszufuhrleitung, eine Anzahl von die Gaszuführleitung unter Bildung von ringförmigen Kammern konzentrisch umgebenden Schlitzwänden, Einrichtungen für die Zufuhr eines granulierten Filterbettmaterials zu ddn ringförmigen Kammern und öffnungen für den Austritt des Gases nach dessen Durchtritt durch die Schlitzwände und das sich dazwischen fortbewegende Filterbettmaterial aufweist, wobei die oberen Enden der Schiitzwände jeweils über Zuleitungen für das Filterbettmaterial am Kessel befestigt und ihre unteren Enden jeweils mit einem Auslaßstutzen für das Filterbettmaterial verbunden sind und die Auslaßstutzen verschieblich in einer Öffnung des Kessels geführt sind, so daß eine ungehinderte Wärmedehnung möglich ist.

Das in einem Fließbettofen durch Verbrennung von daran anhaftenden Verunreinigungen regenerierte Granulat wird vorzugsweise zu dem Fließbettkühler und/oder dem vorstehend beschriebenen Wanderbettfilter zurückgeführt.

Ein zum Regenerieren des Granulats verwendeter Fließbettofen hat vorzugsweise die Form eines aufrecht stehenden Kessels mit einem oberen Fließbett und einem über ein Überlaufrohr damit verbundenen unteren Fließbett, wobei im oberen Fließbett an den Fließbettteilchen anhaftende, brennbare Stoffe verbrannt werden und im unteren Fließbett für die Zufuhr zum oberen Fließbett bestimmte Luft vorgewärmt und gleichzeitig das im Überlaufrohr abwärts fließende, regenerierte Fließbettmaterial gekühlt wird.

Der zum weiteren Kühlen des Gases nach dessen Durchtritt durch das Wanderbettfilter sowie zum Entfernen von Teer-

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nebel daraus verwendete Gaskühler weist vorzugsweise eine Anzahl von aufrecht stehenden, an den Außenseiten von Kühlwasser umströmten Wärmetauscherrohren auf. Die vorstehend erwähnte Gaswäsche hat vorzugsweise die Form eines weiteren Kessels, in welchem die unteren Enden der Wärmetauscherrohre des Gaskühlers ausmünden und eine Anzahl von Düsen zum Versprühen von zurückgewonnenem Teer angeordnet ist. Das bei Durchströmung der Wärmetauscherrohre gekühlte Gas gelangt unmittelbar in die Gaswäsche, in welcher es zur Entfernung von noch vorhandenem Teernebel mit zurückgewonnenem Teer kontaktiert wird. Um ein Festsetzen und Erstarren von Teer zu vermeiden, werden die Wärmetauscherrohre des Gaskühlers vorzugsweise auf einer Wandtemperatur von wenigstens 200 ⁰C gehalten.

Der Gaskühler ist über ein Steigrohr und ein Fallrohr mit einem Kondensationskessel verbunden, wobei die Restwärme des die Wärmetauscherrohre des Gaskühlers durchströmenden Gases- im Kondensationskessel und in diesem angeordneten Wärmetauscherrohren zur Erzeugung von Mitteldruckdampf mit einem Druck von beispielsweise 15 kp/cm verwendet wird.

Die Gaswäsche ist mit einem Flüssigkeitsabscheider, z.B. einem Zyklonabscheider, Einrichtungen für die Rückführung von im Flüssigkeitsabscheider kondensiertem Teer zur Gaswäsche sowie einer Wärmetauscheranordnung verbunden, in welcher die Wärme des kondensierten Teers zur Erzeugung von Niederdruckdampf mit einem Druck von

etwa 3 kp/cm verwendet wird. .

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Flußdiagramm eines Verfahrens für die Kühlung und Reinigung von in einem Kohlegasgenerator erzeugtem Gas mit Wärmerückgewinnung unter Verwendung eines Fließbettkühlers,

Fig. 2 eine Axialschnittansicht eines im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Fließbettkühlers,

Fig. 3 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile III-III in Fig. 2,

Fig. 4- ein Blockdiagramm eines Verfahrens für die Kühlung und Reinigung von in einem Kohlegasgenerator erzeugtem Gas und die Rückgewinnung der Wärme des Gases in einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 ein. Flußdiagramm des in Fig. 4 in Form eines Blockdiagramms dargestellten Verfahrens,

Fig. 6 eine Schnittansicht eines in der Anordnung nach Fig. 5 verwendeten Wanderbettfilters,

Fig. 7 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 ein Flußdiagramm einer Anordnung zum Regenerieren eines in dem Wanderbettfilter verwendeten Granulats unter Normaldruck und zum Zurückführen des regenerierten Granulats zum Wanderbettfilter,

Fig. 9 eine Schnittansicht eines zum Regenerieren des Granulats aus dem Wanderbettfilter verwendeten Fließbettofens und

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Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Gaskühlers und einer Gaswäsche für die weitere Kühlung des aus dem Wanderbettfilter austretenden Gases unter Abscheidung von noch vorhandenem Teernebel.

Pig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens für die Kühlung und Reinigung von Kohlengas mit Abwärmerückgewinnung unter Verwendung eines Fließbettkühlers.

In einem Bunker 2 bevorratete Kohle gelangt in die Reaktionszone 5 eines Kohlevergasungsofens 1, in welcher unter hohem Druck und bei hoher Temperatur in Anwesenheit eines Vergasungsmediums 3» z.B.. Wasserstoff oder Wasserdampf, eine Vergasungsreaktion stattfindet. Das bei dieser Reaktion erzeugte Gas wird vom oberen Ende des Ofens 1 einem Staubabscheider 7» z.B. einem Zyklon, zugeleitet, in welchem der im Gas mitgeführte Staub ausgeschieden und in den Ofen 1 zurückgeführt wird. Die Rückstände der Vergasungsreaktion v/erden am unteren Ende des Ofens 1 ausgetragen und gelangen in eine Kühlvorrichtung 6, in welchem sie durch Wärmeaustausch mit von einem Kessel 13 über eine Leitung 15A zugeführtem Wasser W gekühlt werden. Das durch die Reaktion erzeugte Gas wird nach Durchströmung des Staubabscheiders 7 einem Fließbettkühler 9 mit darin angeordneten Färmetauscherrohren 14 in einer solchen Weise zugeleitet, daß ein darin enthaltenes Fließbettmaterial, z.B. Sand, durch das Gas zu einem Fließbett 20 fluidisiert wird. Dabei findet ein Wärmeaustausch zwischen dem Gas und vom Kessel 13 aus über eine Leitung 15B den Wärmetauscherrohren 14-zugeleitetem Wasser W statt. Während das Gas auf diese Weise gekühlt wird, bleiben darin mitgeführte Verunreinigungen wie Teerfl? Pech, ölnebel od. dergl. an den Oberflächen der Teilchen des Fließbettmaterials haften und werden somit aus dem Gasstrom ausgeschieden. Das gekühlte

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und von Verunreinigungen befreite Gas durchströmt anschließend einen weiteren Staubabscheider 12 und wird dann aus der Anlage abgegeben.

Gewisse Mengen des Fließbettmaterials mit den daran haftenden Verunreinigungen werden am unteren Teil des Fließbettkühlers 9 abgezogen und gelangen in einen Speicherbunker 11. Das im Bunker 11 enthaltene Fließbettmaterial wird über eine Dosiervorrichtung 21, z.B. eine Drehschleuse, einem Regenerierofen 22 zugeführt, in welchem am Fließbettmaterial anhaftende organische Stoffe, z.B. Teer, verbrannt xierden. Bei dem Regenerierofen 22 handelt es sich um einen Fließbettofen, in welchem das Fließbettmaterial mittels eingeblasener Luft A fluidisiert wird und die daran anhaftenden Verunreinigungen verbrannt werden. Zur Rückgewinnung der dabei erzeugten Wärme wird Wasser W vom Kessel 13 aus über eine Zuleitung 150 durch im Fließbettofen 22 angeordnete Wärmetauscherrohre 23 hindurchgeleitet. Das durch die Verbrennung der Verunreinigungen regenerierte Fließbettmaterial wird anschließend einem Vorratsbunker 10 zugeführt, von welchem aus es über eine Dosiervorrichtung 25 wieder in den Fließbettkühler 9 gelangt.

Das der Kühlvorrichtung 6, dem FIi ßbettkühler 9 und dem Fließbettofen 22 zugeführte Kühlwasser W gelangt nach vollzogenem Wärmeaustausch in Form von heißem Wasser oder Dampf über Leitungen 24-A, 24B bzw. 240 zurück in den Kessel 13, aus welchem ein Teil des Dampfs über eine Leitung 17 abgezogen und einer weiteren Mutzung zugeführt wird. Der dadurch verringerte Wasservorrat im Kessel 13 wird über eine Leitung 16 ergänzt.

Eine bevprzugte Ausführungsform des in vorstehendem Verfahren verwendeten Fließbettkühlers 9 ist in Fig. 2 und 3 dargestellt.

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Wie man in Fig. 2 erkennt, hat der Fließbettkühler 9 die Form eines zylindrischen, aufrecht stehenden Kessels 26 mit einem trichterförmig verjüngten unteren Teil Ein sich im wesentlichen in der Mitte des zylindrischen Kessels 26 abwärts erstreckendes Fallrohr 30 läuft am unteren Ende in einem Verteiler 32 aus. Zwischen diesem und einer ringförmigen Sammelleitung 34· im oberen Teil des Kessels erstrecken sich mehrere Wärmetauscherrohre 36, welche jeweils einen vom Verteiler 32 radial auswärts verlaufenden Schenkel 36A und einen um etwa 90° von diesem abgewinkelten, sich im wesentlichen parallel zur Gasströmung erstreckenden und mit dem oberen Ende an der ringförmigen Sammelleitung 34 angeschlossenen Schenkel 36B aufweisen.

Das eine hohe Temperatur aufweisende Gas 38 wird über einen Einlaß 40 in das trichterförmige untere Teil 28 des Fließbettkühlers eingeblasen und strömt im zylindrischen Kessel 26 aufwärts, wobei es das darin enthaltene Fließbettmaterial zu einem Fließbett 20 fluidisiert. Bei der Durchströmung des Fließbetts 20 gibt das Gas 38 seine Wärme an das Fließbettmaterial und sie Wärmetauscherrohr 36 ab, wobei im Gas enthaltene Verunreinigungen wie Teer, Pech, Ölnebel und dergl. an den Teilchen des Fließbettmaterials anhaften und zurückgehalten werden. Das durch den Wärmeaustausch mit dem Gas erhitzte und mit den Verunreinigungen behaftete Fließbettmaterial wird über einen Auslaß 44 aus dem Kessel abgezogen, während frisches Material über einen Einlaß 46 zugeführt wird, um das Fließbett auf einer konstanten Standhöhe zu halten.

Inzwischen strömt das Kühl- oder Wärmeaustauschmedium, z.B. Wasser 48, in dem in der Mitte des Fließbetts 20 angeordneten Fallrohr 30 abwärts in den Verteiler 32, von welchem aus es durch die Wärmetauscherrohre 36 wieder

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aufwärts fließt. Dabei vollzieht sich der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Gas, wodurch dieses gekühlt und das Kühlmittel erhitzt wird, so daß es den Fließbettkühler in Form von heißem Wasser oder Dampf verläßt. Nach dem Wärmeaustausch bei der Durchströmung des Fließbetts 20 gelangt das Gas in einen Kopfraum 42 des Kessels. Dieser hat eine größere Querschnittsfläche als das darunter liegende zylindrische Teil des Kessels, so daß sich die Strömungsgeschwindigkeit des Gases darin verringert und im Gasstrom mitgerissenes Fließbettmaterial in das Fließbett zurückfällt, bevor das Gas über einen Auslaß 50 entweicht.

Bei dem vorstehend beschriebenen Kühlvorgang wird die Temperatur innerhalb des Fließbetts durch einen oberhalb desselben im Kopfraum 42 angeordneten Temperaturfühler 54- überwacht. Gegebenenfalls kann ein weiterer Temperaturfühler 52 im Bereich des Fließbetts 20 selbst angeordnet sein. Anhand der ermittelten Temperaturen werden der Euntrag und der Austrag des Fließbettmaterials sowie die Zufuhr des Wärmetauschermediums gesteuert, um auf diese Weise den Grad der Kühlung des Gases zu bestimmen. Das untere Teil 28 des Kessels mündet in einem Auslaß 56 mit einem Absperrorgan 58 für den Schnellablaß des Fließbettmaterials.

Da die Wärmetauscherrohre 36 innerhalb des Fließbetts parallel zur Strömunsrichtung des Gases verlaufen, stellen sie kein Hindernis für das Fluidisieren des Fließbettmaterials dar, so daß eine wirksame Kühlung des Gases sowie die Rückgewinnung der Wärme gewährleistet sind.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm und Fig. 5 ein erweitertes Flußdiagramm eines Verfahrens zum Kühlen und Reinigen von in einem Kohlevergasungsofen erzeugtem Kohlegas unter Rückgewinnung der im Gas enthaltenen Wärme.

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Wie man in Fig. 4 erkennt, wird das in einem Kohlevergasungsofen 1 erzeugte Gas durch einen Fließbettkühler ein Wanderbettfilter 60, einen Gaskühler 62 und eine Gaswäsche 64 hindurchgeleitet und dabei gereinigt und gekühlt, wobei die im Gas vorhandene Wärme zurückgewonnen und zur Erzeugung von. Hochdruckdampf HPS, Mitteldruckdampf IiPS und Uiederdruckdampf LPS genutzt wird.

Das im Kohlevergasungsofen 1 erzeugte Gas enthält z.B. einige Gramm Staub pro ITm , sowie Teer in einer Menge von höchstens 3% der verarbeiteten Kohlenmenge, wobei der Teer in Form eines Febels in dem heißen Gas mitgeführt wird.

In der Anordnung nach Fig. 5 wird das aus dem Of em 1 ausströmende Gas zur Abscheidung von gröberem Staub einem Zyklon 7 zugeleitet. Das anschließend noch immer mit einigen Gramm Staub pro Hur befrachtete Gas strömt dann über eine Leitung 66 zum Fließbettkühler 9· Dieser enthält ein innerhalb des Fließbetts 20 angeordnetes Wärmetauscherrohr 14, welches über ein Steigrohr 70 und ein Fallrohr 72 mit einem Kessel 68 verbunden ist. Das Fließbett 20 ist aus Tonerdeteilchen mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm gebildet, welche durch das von unten eingeblasene Gas fluidisiert werden· Dabei wird die in dem Gas vorhandene Wärme auf die Teilchen des Fließbettmaterials sowie für die Dampferzeugung an das Wärmetauscherrohr 14 abgegeben und das Gas auf eine Temperatur von etwa 400 bis 500 ⁰C abgekühlt. Bei dieser Temperatur kommt es noch nicht zu einem Zusammenbacken der Teilchen des Fließbettmaterials, so daß das Fließbett sicher erhalten bleibt. Abhängig von der vorstehend genannten Temperatur hat der im Wärmetauscherrohr 14 erzeugte Dampf einen Druck von ca. 60 bis 100 kp/cm .

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Unter diesen Bedingungen wird die Temperatuz· der am Wärmeaustausch beteiligten Oberflächen auf ca. 400 bis 500 ⁰C gehalten. Bei dieser Temperatur werden die genannten Oberflächen durch die schleifende Wirkung des Fließbettmaterials fortlaufend von anhaftenden Verunreinigungen gereinigt. Am Kessel 68 sind eine Speisewasserleitung 67 und eine Dampfabzugsleitung 69 angeschlossen.

Da innerhalb des Fließbettkühlers 9 gewisse Mengen Teers an den Teilchen des Fließbettmaterials haften bleiben, wird eine gewisse Menge des Fließbettmaterials fortlaufend über ein Überlaufrohr 74 abgezogen und über eine Drehschleuse 76 dem Regenerierofen 22 zugeführt. Das im Fließbettkühler 9 vorgekühlte Gas wird über eine Leitung 78 dem Wanderbettfilter 60 zugeleitet, welches eine Füllung 82 z.B. aus Tonerdeteilchen der im Fließbettkühler 9 verxvendeten Art enthält. Eine gewisse Menge der Teilchen wird über ein Fallrohr 84 fortlaufend aus dem Wanderbettfilter 60 ausgetragen und über eine Drehschleuse 86 ebenfalls dem Eegenerierofen 22 zugeführt. Der in dem Gas enthaltene Staub wird bei der Durchströmung des Wanderbettfilters 60 in diesem zurückgehalten, während das gereinigte Gas über eine Leitung 88 entweicht. Für die Entstaubung bei hohen Temperaturen ist ein Wanderbettfilter mit teilchenförmigen! Filtermaterial besonders geeignet, da herkömmliche mechanische Staubabscheider, z.B. Zyklone, den !Fachteil aufweisen, daß Staub und andere "Verunreinigungen sich an den Wänden festsetzen und zum Verstopfen des Abscheiders führen können, während bei elektrischen Staubabscheidern neben der Gefahr des Anhaftens von Verunreinigungen eine Begrenzung hinsichtlich der Temperatur besteht. Ferner ist es zwar möglich, das aus dem Kohlevj3E?gasungsofen ausströmende Gas bei einer Temperatur von nahezu 1000 ⁰G zu entstauben, wobei jedoch die Entstaubungseinrichtung aus sehr hitzebeständigen Werkstoffen sein müßte und daher sehr aufwendig wäre.

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Aus diesen Gründen ist eine solche Anordnung, in welcher einem Wanderbettfilter ein Fließbettkühler für die Kühlung des mit Staub und Teer befrachteten Gases und für die Wärmerückgewinnung vorgeschaltet ist, besonders günstig und wirtschaftlich*

Für die Füllung 82 des Wanderbettfilters wird vorzugsweise das gleiche granulierte Material verwendet wie im Fließbettkühler. Die aus dem Wanderbettfilter 60 abgezogenen Teilchen werden dann ebenfalls im Regenerierofen 22 aufbereitet. Bei diesem handelt es sich um einen Fließbettofen, in welchem das granulierte Material durch Einblasen von Verbrennungsluft 92 fluidisiert wird und die an den Teilchen anhaftenden Verunreinigungen, gegebenenfalls unter Zusatz eines die Verbrennung fördernden Öls, verbrannt werden. Der Regenerierofen 22 enthält ein im unteren Teil innerhalb eines Fließbetts 91 und ein im oberen Teil nahe einem Abgasauslaß 97 angeordnetes Wärmetauscherrohr 93 bzw. 95·

Das auf die beschriebene Weise regenerierte Fließbettmaterial wird über einen Überlauf 94- aus dem Ofen 22 abgezogen und mittels einer über eine Leitung 99 mit Druckluft gespeisten Strahlpumpe 96 über eine Steigleitung 98 einem Vorratsbunker 100 zugeführt. In diesem wird die Druckluft vom Fließbettraaterial getrennt und entweicht über einen Auslaß 102. Aus dem Bunker 100 wird das regenerierte Material über Drehschleusen 103, 104 und Leitungen 105> 106 erneut dem Fließbettkühler 9 bzw* dem Wanderbettfilter 60 zugeführt.

Das entstaubte Gas wird in einem Kühler 62 weiter gekühlt und gelangt dann über ein kurzes Leitungsstück 110 in die Gaswäsche 64. Der Gaskühler 62 enthält ein von Kühlwasser durchströmtes Wärmetauscherrohr 113,

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welches über ein Steigrohr 111 und ein Fallrohr 112 mit einem Kessel 109 verbunden ist. An diesem ist eine Speisewasserleitung 114 sowie eine Entnahmeleitung 115 für Mitteldruckdampf angeschlossen. Da der Erstarrungspunkt des im Gas enthaltenen Teers im Bereich von etwa 150 ⁰C liegt, muß die Temperatur innerhalb des Gaskühlers über diesem Wert gehalten werden, um das Ansetzen und Verfestigen des Teers zu vermeiden. Die im Gaskühler 62 zurückgewonnene Wärme wird deshalb zur Erzeugung von Dampf mit einer Sättigungstemperatur von etwa 200 bis 250 ⁰C verwendet. In einer praktischen Ausführungsform wird beispielsweise ein Iütteldruckdampf mit einem Druck von 15 kp/cm erzeugt, wobei das Gas bis aus 250 ⁰C abgekühlt wird und das Wärmetauscherrohr eine Wandtemperatur von ca. 200 ⁰C oder darüber hat.

In der Gaswäsche 64 wird zurückgewonnener Teer direkt in den Gasstrom eingesprüht, um das Gas weiter abzukühlen und darin enthaltenen Teer auszufällen.

Selbst wenn das Wanderbettfilter 60 mehrere Stufen aufweist, ist der erzielbare Grad der Entstaubung begrenzt. In der nachgeschalteten Gaswäsche 64 ist dann jedoch eine im wesentlichen vollständige Entstaubung erzielbar.

Von der Gaswäsche 64 gelangt das Gas über eine Leitung zu einem !"lüssigkeitsabscheider 116, z.B. einem Zyklon, und wird von hier aus über eine Leitung 118 aus der Anlage abgeführt, während der im Flüssigkeitsabscheider 116 abgeschiedene Teer über eine Leitung 120 in einen Behälter 122 fließt.

Die Temperatur des Teers innerhalb des Behälters 122 beträgt ca. 200 ⁰C, entsprechend der Temperatur des über die Leitung 118 abgeführten Gases. Zur Verbesserung der Kühlwirkung des Teers in der Gaswäsche 64 wird er deshalb in einem Wärmetauscher 126 weiter abgekühlt. Über

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eine Leitung 124- wird der Teer vQn einer Pumpe 125 angesaugt, durch den Wärmetauscher 126 gefördert und über eine Leitung 127 erneut der Gaswäsche zugeführt. Überschüssiger Teer wird dabei über eine Zweigleitung 128 dem Regenerierofen 22 zugeführt, um die darin stattfindende Verbrennung zu unterstützen. Bei einer Einlaßtemperatur des Wärmetauschers 126 von ca. 250 ⁰C und einer Auslaßtemperatur von ca. 150 ⁰C wird in einem mit dem Wärmetauscher 126 verbundenen Kessel 130 Uiederdruckdampf mit einem Druck von ca. 3 kp/cm erzeugt. Der Kessel 130 ist an einer Speisewasserleitung 132 angeschlossen, und der erzeugte Dampf entweicht über eine Leitung 131. Da ein Absinken der Auslaßtemperatur des Wärmetauschers 126 unter 150 ⁰G eine Verfestigung des Teers zur Folge hätte, wird an dieser Stelle vorzugsweise ein Niederdruckkessel verwendet.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Wanderbettfilters 60 nach Fig. 5 ist in Fig. 6 und 7 dargestellt.

Ein solches Wanderbettfilter ist für die Entstaubung von Gasen bei hohen Temperaturen und Drücken besonders geeignet. In einem solchen Filter wird ein mit Staub befrachtetes Gas durch ein sich langsam fortbewegendes Filterbett aus granuliertem. Material hindurchgeleitet, wobei der Staub von den Teilchen des Materials zurückgehalten und mit ihnen aus dem Filterbett ausgetragen. Als Material für ein solches Filterbett kommt zwar auch feiner Kies oder Sand in Frage, vorzugsweise werden jedoch kalzinierte Granulate z.B. aus Tonerde mit Teilchendurchmessern von 1 bis 2 mm verwendet. Bei der Entstaubung von durch teilweise Oxydation in Anwesenheit von Luft gewonnenem Kohlengas liegt der Wirkungsgrad der Entstaubung bei einem einstufigen Filterbett mit einer Tiefe von ca. 300 bis 600 im Bereich von etwa 90%, unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit der Tonerde-

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teilchen. Um den Wirkungsgrad der Entstaubung auf wenigstens 95% zu steigern, muß daher ein mehrstufiges Filterbett verwendet werden. In den einzelnen Stufen ist eine bestimmte Fortbewegungsgeschwindigkeit des Materials einzuhalten, was durch entsprechende Dosierung des Ein- und Austrage des Materials geschehen kann. Bei der Behandlung von Gasen sehr hoher Temperatur ist darüber hinaus die Wärmedehnung der verschiedenen Teile des Wanderbettfilters zu berücksichtigen, um den Durchtritt von ungefiltertem Gas zu vermeiden.

Das in Fig. 6 und 7 dargestellte Wanderbettfilter hat den folgenden Aufbau: Im axialen Mittelbereich eines Kessels ist eine Gaszuleitung angeordnet, welche konzentrisch von mehreren Schlitzwänden umgeben ist. Die Zwischenräume zwischen den Schiitζwänden sind mit einem Filterbett aus kleinen sphärischen Teilchen gefüllt, so daß das Gas von innen nach außen durch die Schiitzwände und das Filterbett hindurchströmt, bevor es über einen oder mehrere Auslässe in der Umfangswand des Kessels entweicht. Die unteren Endbereiche der Schlitzwände sind als ineinander ver-schiebliche Stutzen ausgebildet, welche eine ungehinderte Wärmedehnung der einzelnen Teile zulassen.

Das in Fig. 6 gezeigte Wanderbettfilter hat die Form eines aufrecht stehenden Kessels 134 aus hitzebeständigem Material mit einer Deckelhaube 135, welche über einen Flansch 137 niit einem unteren Kesselteil 136 verbunden ist. Die Innenseite des Kessels ist mit einem wärmeisolierenden Material ausgekleidet, und an seiner Außenseite sind Stützen 139 angebracht, mit welchen er in senkrechter Stellung auf einem Sockel ruht. Das mit Staub befrachtete Gas gelangt über einen Einlaß 140 im oberen Teil des Kessels 134 und ein konisches Leitungs-

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teil 141, in welchem sich seine Strömungsgeschwindigkeit verringert, in eine im mittleren Teil des Kessels angeordnete, zylindrische Kammer 14-2, welche am unteren Ende durch einen spitz emporgewölbten Boden 143 abgeschlossen ist. Entlang ihrem Umfang ist die Kammer 142 durch eine erste Schlitzwand 144- begrenzt, welche von einem ersten Filterbett'145 umgeben ist. Der spitz emporgewölbte Boden 143 begünstigt eine gleichmäßige Verteilung des Gases im unteren Teil der Kammer 142 und verhindert das Festsetzen von Teer und anderen Verunreinigungen.

Das zwischen zwei konzentrischen Schlitzwänden 144 angeordnete erste Filterbett 145 ist von einer Zwischenkammer 147 und diese wiederum von einem zwischen zwei weiteren Schlitzwänden 148 angeordneten zweiten Filterbett 146 umgeben. Das der Kammer 142 ütier den Einlaß 140 zugeleitete Gas durchströmt die Schlitzwände 144 mit dem ersten Filterbett 145, die Zwischenkammer 147 und das zwischen den Schlitzwänden 148 gehaltene zweite Filterbett 146 und gelangt in eine sich in Umfangsrichtung erstreckende äußere Kammer 149. Die Anordnung des ersten Filterbetts 145, der Zwischenkammer 147 und des äußeren Filterbetts 146 ist deutlich in Fig. 7 zvl erkennen. Bei der radialen Strömung des Gases vom mittleren Bereich des Kessels durch das erste Filterbett 145, die Zwischenkammer 147 und. das zweite Filterbett 146 wird darin mitgeführter Staub von den Teilchen der Filterbetten zurückgehalten, so daß das in die äußere Kammer 149 strömende Gas im wesentlichen staubfrei ist. Aus der oben und unten durch radiale ¥ände 150 bzw. 170 begrenzten äußeren Kammer 149 kann das entstaubte Gas dann durch wenigstens einen Auslaß 152 entweichen. Das granulierte Material für das erste Filterbett 145 gelangt über einen Einlaß 153 und ein sich konisch erweiterndes

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Verteilerstück 154 in den Zwischenraum zwischen den beiden inneren Schiitzwänden 144-, um das Filterbett 145 darin aufzubauen. Dieses hat eine Tiefe oder Dicke von beispielsweise 500 bis 600 mm.

Das untere Ende der äußeren Schlitzwand 144· ist über einen Trichter 156 mit einem Fallrohr 157 verbunden, welches verschieblich in einem zu einem Auslaß 159 führenden Rohrstutzen 158 gehalten ist. Die Wandung des Trichters 156 ist dabei so steil, daß die Teilchen des Filtermaterials ungehindert daran herabgleiten.

Das zweite Filterbett 146 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das erste, hat jedoch einen größeren Durchmesser und umgibt jenes konzentrisch. Das obere Ende der das zweite Filterbett 146 nach außen begrenzenden Schlitzxfand 148 ist über ein sich konisch erweiterndes Yerteilerstück 161 mit einem Einlaß 160 und ihr unteres Ende über einen Trichter 162 mit einem Fallrohr 165 verbunden. Das Fallrohr 163 ist mit einem gewissen Spiel verschieblich in einer Auskleidung 165 einer unteren Öffnung des Kessels geführt, an welche sich ein Auslaß 164 anschließt. Ein in der Auskleidung 165 angeordnetes Leitblech 166 führt das Filtermaterial dem Auslaß 164 zu. Die Zwischenkammer 147 zwischen dem ersten und dem zweiten Filterbett 145 bzw. 146 ist oben und unten jeweils durch eine Querwand 168 begrenzt. Die genannten Ein- und Auslässe sind so bemessen, daß sie dem Gasstrom einen höheren Durchströmungswiderstand entgegensetzen als die Filterbetten 145 und 146 bei radialer Duchströmung, so daß keine Gefahr besteht, daß das Gas über die Ein- oder Auslässe entweicht.

Die vorstehend beschriebenen, innerhalb des Kessels 134 angeordneten Einrichtungen sind zusammen an der Deckelhaube 135 aufgehängt. Im unteren Teil 136 des Kessels

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sind die Fallrohre 157 und 163 verschieblich im Rohrstutzen 158 bzw. in der Auskleidung 165 geführt, um eine ungehinderte Wärmedehnung der verschiedenen Teile zu ermöglichen.

Das granulierte Material für das zweite Filterbett wird über den Einlaß 160 zugeführt und gelangt über das sich konisch erweiternde Verteilerstück 161 in den Zwiscnenraum zwischen den Schlitzwänden 148, in welchem es ein sich abwärts bewegendes Filterbett bildet. Im unteren Teil des Filters bewegt sich das Material durch, den ringförmigen Durchlaß zwischen den Fallrohren 157 und und wird dann über den Auslaß 164· abgeführt. Das Gas strömt inzwischen von der inneren Kammer 14-2 radial durch die beiden Filterbetten hindurch, wobei Staub und andere Verunreinigungen des Gases von dem granulierten Filterbettmaterial zurückgehalten werden.

Das mit "o" bezeichnete Material 172 für das erste Filterbett 145 sowie das mit "x" bezeichnete Material 174 für das zweite Filterbett 146 besteht vorzugsweise aus Eügelchen aus kalzinierter Tonerde mit Durchmessern von 1 bis 2 mm. Im Hinblick auf das spätere Regenerieren des Materials bestehen die beiden Filterbetten vorzugsweise aus dem gleichen Material. TJm den Wirkungsgrad der Entstaubung im zweiten Filterbett zu verbessern, können für dessen Filtermaterial 174 jedoch Teilchen kleineren Durchmessers verwendet werden.

Der vorstehend beschriebene Aufbau eines Wanderbettfil— ters mit mehreren in Durchströmungsrichtung hintereinander in einem Druckbehälter angeordneten Filterbettstufen erbringt einen hohen Wirkungsgrad der Entstaubung bei kompakter Bauweise des Filters. Da die verschiedenen Teile des Filters im Inneren des Druckbehäl-

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ters aufgehängt und im unteren Teil desselben frei verschieblich geführt sind, kann eine unterschiedliche Wärmedehnung dieser Teile nicht zu deren Verformung und zu Gasverlusten bzw. zum Durchtritt von ungefiltertem Gas führen.

Das Kohlegas wird dem Wanderbettfilter 60 mit einer Temperatur von 400 bis 500 ⁰C unter einem Druck von ca. 20 bis 30 kp/cm zugeführt. Falls nun der an das Wanderbettfilter 60 angeschlossene Regenerierofen 22 ebenfalls unter einem solchen Druck betrieben würde, so müßte die zum Fluidisieren des Filterbettmaterials notwendige Luft unter einem entsprechend erhöhten Druck eingeblasen werden, wobei sich außerdem der Bedarf an zusätzlichem Brennstoff erhöht;» Aus den unter einem hohen Druck entweichenden Verbrennungsgasen könnte zwar Energie z-.B. mittels einer Turbine zurückgewonnen werden, was jedoch zu einer Erhöhung des baulichen Aufwands führen würde. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es daher vorzuziehen, den Regenerierofen 22 unter Normaldruck zu betreiben.

Fig. 8 zeigt ein Arbeitsschema für den Betrieb eines am Wanderbettfilter 60 angeschlossenen Regenerierofens unter Normaldruck. In einer das Wanderbettfilter 60 mit dem Regenerierofen 22 verbindenden Leitung sind nacheinander eine Drehschleuse 180, ein Absperrorgan 181, ein erster Zwischenbehälter 182, ein zweites Absperrorgan 183? ein zweiter Zwischenbehälter 184 und eine zweite Drehschleuse 185 angeordnet. Ferner sind in einer Leitung für die Rückführung des regenerierten Filterbettmaterials vom Regenerierofen 22 zum Wanderbettfilter nacheinander eine Strahlpumpe 96, ein Vorratsbunker 100, ein erster Zwischenbehälter 186, ein erstes Absperrorgan 187, ein zweiter Zwischenbehälter 188, eine Drehschleuse 189 und ein zweites Absperrorgan 190 angeordnet.

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I¹Ur den Betrieb des als Fließbettofen arbeitenden Regenerierofens 22 unter normalem, d.h. im wesentlichen unter atmosphärischem Druck wird der Druck der die Teilchen des Filtermaterials umgebenden Atmosphäre mittels der Zwischenbehälter 182, '184- und der Absperrorgane 181, schrittweise auf den atmosphärischen Druck abgesenkt. Dazu bleibt zunächst das zweite Absperrorgan 183 geschlossen, das erste Absperrorgan 181 wird geöffnet und die Drehschleuse 180 wird betätigt, um eine bestimmte Menge des Piltermaterials unter Druckverringerung in den ersten Zwischenbehälter 182 einzubringen, worauf das erste Absperrorgan 181 wieder geschlossen wird. Dann wird das zweite Absperrorgan 183 geöffnet, um das Material unter weiterer Druckverringerung in den zweiten Zwischen Behälter 184 zu überführen, worauf das zweite Absperrorgan 183 wieder geschlossen wird. Schließlich wird die Drehschleuse 185 betätigt, um das !filtermaterial unter normalem Druck in den Regenerierofen 22 zu überführen.

Das im Regenerierofen 22 regenerierte Material wird anschließend von der über eine Leitung 99 mit Druckluft gespeisten Strahlpumpe 96 über eine Steigleitung 98 in den Vorratsbunker 100 befördert. Von diesem aus gelangt das Material dann unter abgestufter Druckerhöhung über den ersten Zwischenbehälter 186, das erste Absperrorgan 187, ä-^en zweiten Zwischenbehälter 188, die Drehschleuse 189 und das zweite Absperrorgan 190 zum Einlaß des Wanderbett filters 60. Bei einem solchen Betrieb des Regenerierofens 22 unter normalem Druck braucht über die Leitung 92 nur eine geringe Menge Luft unter relativ niedrigem Druck zugeführt zu werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Regenerierofens 22 ist in Fig. 9 dargestellt. Der Ofen 22 enthält ein obe-

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res Fließbett 91A und ein über ein Überlaufrohr 198 damit verbundenes unteres Fließbett 91B. Im oberen Fließbett 91A werden Teer und andere an den Teilchen des Materials anhaftende Verunreinigungen verbrannt, während im unteren Fließbett 91B die für die Verbrennung im oberen Fließbett 91A benötigte Luft vorgewärmt wird und dadurch das regenerierte Material gekühlt wird. Das granulierte Material wird vom Zwischenbehälter 814-aus über die Drehschleuse 185 und eine Leitung 193 dem oberen Fließbett 91A zugeführt. Im unteren Fließbett 91B vorgewärtme Luft wird durch einen gelochten Boden 194· hindurch in das obere Fließbett 9IA eingeblasen, um die Teilchen des Materials durch Verbrennung der anhaftenden Verunreinigungen zu regenerieren. Bei unzureichender Wärmeentwicklung wird über eine Leitung ein Zusatzbrennstoff zugeführt. Andererseits kann hei übermäßiger Wärmeentwicklung die überschüssige Wärme mittels eines im oberein Fließbett 91A angeordneten Wärmetauscherrohrs 93 zurückgewonnen werden. Die Verbrennungsgase werden unter Wärmerückgewinnung mittels eines in einem Kopfraum 195 des Ofens 22 angeordneten Wärmetauscherrohre 95 gekühlt und gelangen über eine Leitung 97 in einen Staubabscheider 196, in welchem der Staub endgültig abgeschieden wird, so daß die über eine weitere Leitung 197 entweichenden Gase im wesentlichen staubfrei sind. Die Teilchen des im oberen Fließbett 91A durch die Verbrennung regenerierten Materials fallen durch das etwa in der Mitte des oberen Fließbetts 91A angeordnete Überlaufronr 198 hindurch in das untere Fließbett 91B, in welchem sie durch direkte Berührung mit der Verbrennungsluft 92 gekühlt und diese dabei vorgewärmt wird. Von der Oberseite des unteren Fließbetts 91B gelangen die gekühlten Teilchen über die Leitung 94-zur Strahlpumpe 96 und werden von dieser weiterbefördert. Die das untere Fließbett 91B verlassenden Teilchen haben vorzugsweise die gleiche Temperatur wie das Filtermaterial

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im Wanderbettfilter. Dies ist dadurch erzielbar, daß die Höhe des unteren Fließbetts 91B auf die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Filtermaterials im Wanderbettfilter abgestimmt wird.

Die vorstehend beschriebene Anordnung ermöglicht somit das Regenerieren des im Wanderbettfilter 60 verwendeten Filtermaterials unter normalen Drücken. Dabei lassen sich die benötigten Mengen an Verbrennungsluft und Zusatzbrennstoff gegenüber einem mit höheren Drücken arbeitenden Verfahren verringern, und die gesamte .Anordnung erhält einen vereinfachten Aufbau.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform des in dem Flußdiagramm nach Fig. 5 verwendeten Gaskühlers 62 in Verbindung mit einer Gaswäsche

Insbesondere zeigt Fig. 10 zwei Gaskühler 62A, 62B jeweils mit einer Anzahl von senkrecht in einem aufrecht stehenden Gehäuse angeordneten Wärmetauscherrohren 200, deren untere Enden in einer zugeordneten Gaswäsche 64A bzw. 64B ausmünden. Die Gaskühler 62A, 62B sind über Steigrohre 111A bzw. 111B und Fallrohre 112A bzw. 112B mit einem Restwärme-Heizkessel 109 verbunden, an welchem außerdem eine Speisewasserleitung 114 und eine Dampfleitung 115 angeschlossen sind. Bei Verwendung nur eines Gaskühlers von größerer Kapazität ergibt sich eine ungleichmäßige Verteilung des Gases auf die Wärmetauscherrohre 200 und somit eine ungleichmäßige Durchströmung derselben. Aus diesem Grunde sowie zur Erleichterung der Reinigung werden vorzugsweise mehrere Gaskühler kleinerer Kapazität verwendet, deren Anzahl sich nach dem Durchsatz der Anlage richten kann. Bei einem Durchsatz von beispielsweise 1000 t/lag können beispielsweise sechs Gaskühler vorhanden sein. Die unmittelbar unter

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den Gaskühlern 62A, 62B angeordneten Gaswäschen 64-A bzw. 64-B enthalten jeweils eine Anordnung von Düsen 201, aus welchen über eine Leitung 127 zugeführter Teer versprüht wird, um das Gas weiter zu kühlen und darin enthaltenen Teernebel niederzuschlagen.

Das auf eine Temperatur von ca. 400 bis 500 ⁰C vorgekühlte Kohlengas wird den Gaskühlern 62A, 62B über eine Zuleitung 88 und Zweigleitungen 88A bzw. 88B zugeführt. Um ein Kondensieren und Verfestigen von in dem Gas enthaltenem Teer an den Wandungen der Wärmetauscherrohre 200 und die sich daraus ergebende Beeinträchtigung der Wärmeübertragung zu verhindern, werden die Wärmetauscherrohre 200 auf einer Wandtemperatur von wenigstens 200 ⁰G gehalten. Zu diesem Zweck wird der über die Leitung 115 aus dem Kessel 109 abgeführte Dampf auf einem Druck von ca. 15 kp/cm und der diesem Druck entsprechenden Sättigungstemperatur gehalten, wobei das Gas nach Durchströmung der Wärmetauscherrohre 200 eine Temperatur von wenigstens etwa 250 ⁰C hat, was einer Wandtemperatur der Rohre 200 von ca. 200 ⁰C oder darüber entspricht. Die Innentemperatur der Wärmetauscherrohre sinkt also nicht auf 20.0 ⁰C oder darunter ab, und ihre gesamten Oberflächen werden auf einer gleichmäßigen Temperatur gehalten. Das aus den Wärmetauscherrohren ausströmende Gas enthält Teernebel, welcher durch direkten Kontakt mit bei einer Temperatur von ca. 150 ⁰C versprühtem Teer in den unmittelbar an die Wärmetauscherrohre anschließenden Gaswäschen 64A, 64B ausgefällt wird. Die vorstehend genannte Temperatur des versprühten Teers von 150 ⁰C ist durch das Fließverhalten des Teers sowie durch die Möglichkeit, ihn durch Hohrleitungen zu pumpen, bestimmt. Sofern es das Fließverhalten des Teers erlaubt, können auch Temperaturen unter 150 ⁰C angewendet werden. Das auf diese Weise in den Gaswäschen 64A, 64-B auf eine Temperatur

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von ca. 200 ⁰C gekühlte Gas-Teergemisch strömt über Auslässe 202A bzw. 202B und Leitungen 108A bzw. 1OSB in einen Flüssigkeitsabscheider 116, in welchem die gasförmige von der flüssigen Phase getrennt wird. Bei dem Flüssigkeitsabscheider 116 handelt es sich vorzugsweise um einen Zyklon, wobei zur Vereinfachung der Anlage jeweils ein Zyklon für zwei Gaswäschen vorgesehen sein kann. Das durch Abscheiden des Teernebels vollständig gereinigte Gas wird über eine Leitung 118 aus der Anlage abgeführt. Der ausgeschiedene Teer gelangt über eine Leitung 120 in einen Behälter 122, aus welchem er über eine Leitung 124 entnommen und mittels einer Pumpe 125 einem Niederdruckkessel 126 zugeführt wird. Überschüssiger Teer wird über eine Leitung 128 aus der Anlage ausgetragen, während der verbleibende Anteil im Niederdruckkessel 126 auf ca. 150 ⁰C abgekühlt und anschließend über die Leitung 127 den Sprühdüsen 201 zugeführt wird. In Abhängigkeit vom Fließverhalten des jeweiligen Teers muß die Wandtemperatur von im Niederdruckkessel 126 angeordneten Wärmetauscherrohren auf wenigstens etwa 150 ⁰C gehalten werden, was wiederum durch eine entsprechende Einstellung des im Kessel erzeugten Dampfdrucks und der zu diesem gehörigen Sättigungstemperatur des Dampfs erzielbar ist. In einer praktischen Ausführung liefert der Kessel 126 Dampf mit einem Druck von 3 kp/cm , entsprechend einer Sättigungstemperatur von ca. 140 ⁰C, welcher über eine Dampfleitung 204 abgeführt wird. Der Kessel 126 ist über eine Leitung 203 mit Speisewasser von normaler Temperatur gespeist, wobei im Kessel 126 angeordnete Wärmetauscherrohre durchströmender Teer auf ca. 150 ⁰C oder eine höhere Temperatur gekühlt wird.

Die vorstehend beschriebene Anlage bzw, das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die wirksame Kühlung

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von mit" Teer und anderen Verunreinigungen befrachtetem Gas unter Rückgewinnung der darin enthaltenen Wärme für die Erzeugung von Dampf, so daß ein besonders "wirtschaftlicher Wärmehaushalt gewährleistet ist. Dank der Verwendung des aus dem Gas ausgeschiedenen Teers in der Gaswäsche, erfolgen die Kühlung, die Entstaubung und die Abscheidung des Teers auf besonders einfache Weise ohne Zufuhr irgendwelcher Kühlmittel von außerhalb der Anlage. Stattdessen wird vielmehr der anderenfalls als Abfallprodukt anfallende Teer wirtschaftlich im Betrieb der Anlage genutzt.

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Claims

P ΔΙ H N TA IM VVA L-T E A. GRÜNECKER QP!_ !NG H. KINKELDEY OR. *ΛΪ W. STOCKMAIR K. SCHUMANN D« PER NAT UPL-PHYS P. H. JAKOB a="_ ing G. BEZOLD EDP. R6R NAT - α=ϊ_- BABCOCK-HITACHI KABUSHIKI KAISM 6-2 2-chome Ohtemachi, Chiyoda-ku Tokyo, Japan 8 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANSTRASSE 43 P 15 905 28. Januar 1981 Verfahren, für die Rückgewinnung von Wärme bei der Kohlevergasung und Vorrichtung dafür P_a_t_e_n._t_a_n_s_p_r_ü_c_h_e

1. Verfahren für die Rückgewinnung von v/ärme bei
der Kohlevergasung, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Kohlegasgenerator erzeugte Gas durch
einen ein Eließbettmaterial enthaltenden und mit von
einem Kühlmittel durchströmten Wärmetauscherrohren
versehenen Ifließbettkühler geleitet wird, um das Gas

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unter Rückgewinnung seiner Wärme zu kühlen und gleichzeitig in dem Gas enthaltene Verunreinigungen durch Anhaften derselben am Fließbettmaterial daraus zu entfernen.

2- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aus dem Kohlegasgenerator ausgetragenen Rückständen und einem Kühlmittel ein Wärmeaustausch stattfindet, um die Wärme der Rückstände zurückzugewinnen und sie mit der im Fließbettkühler gewonnenen Wärme zu kombinieren.

3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

g; e k e η η ζ eichnet, daß der Fließbettkühler einen aufrecht stehenden Kessel, ein abwärts von dem Kühlmittel durchströmtes und sich in der Mitte eines in dem Kessel aus einem Fließbettmaterial zu bildenden Fließbetts axial abwärts erstreckendes Fallrohr, einen am unteren Teil des Fallrohrs angeordneten Verteiler, eine Anzahl von zunächst radial vom Verteiler abstehenden und sich anschließend parallel zur Strömung des in den unteren Teil des Kessels eingeleiteten Gases aufwärts erstreckenden Wärmetauscherrohren und eine mit den oberen Enden der Wärmetauscherrohre verbundene Sammelleitung aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz eichnet, daß das in dem Fließbettkühler enthaltene Fließbettmaterial mit den daran anhaftenden Verunreinigungen des Gases aus dem Fließbettkühler ausgetragen und durch Verbrennung in einem Fließbettofen regeneriert wird und daß die durch die Verbrennung erzeugte Wärme durch Wärmeaustausch mit einem im Fließbettofen angeordnete Wärmetauscherrohre durchströmenden Kühlmittel zurückgewonnen wird.

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5- Verfahren für die Rückgewinnung von Wärme bei der Kohlevergasung, dadurch gekennz eichnet, daß das in Kohlegasgeneratoren erzeugte Gas durch eine Fließbettanordnung hindurchgeleitet und dabei unter Wärmerückgewinnung durch Wärmeaustausch mit einem in der Fließbettanordnung angeprdnete Wärmetauscherrohre durchströmenden Kühlmittel gekühlt wird und daß das in der Fließbettanordnung gekühlte Gas nacheinander durch einen Gaskühler und eine Gaswäsche hindurchgeleitet wird, um es weiter zu kühlen und Staub sowie Teernebel daraus zu entfernen und dabei Abwärme aus dem Gas zurückzugewinnen.

6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch g e k e η η ζ e i chnet, daß die Fließbettanordnung einen Fließbettkühler und ein Wanderbettfilter umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 5? dadurch g e k e η η ζ e i chnet, daß das Kühlmittel V/asser ist, daß die Wärme des Gases über die Wärmetauscherrohre in der Fließbettanordnung in Form von Hochdruckdampf zurückgewonnen wird, und daß die Abwärme im Gaskühler und in der Gaswäsche in Form von Mitteldruckdampf bzw. Niederdruckdampf zurückgewonnen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ e i chnet, daß das Wanderbettfilter einen aufrecht stehenden Kessel, eine im axialen Mittelbereich des Kessels angeordnete Gaszuführleitung, eine Anzahl von die Gaszufuhrleitung unter Bildung von ringförmigen Kammern konzentrisch umgebenden Schiitzwänden, Einrichtungen für die Zufuhr eines granulierten Filterbettmaterials zu den Ringförmigen Kammern und Öffnungen für den Austritt des Gases nach dessen Durchtritt durch die Schlitzxvände und das sich dazwischen fortbewegende Filter-

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bettmaterial aufweist, wobei die oberen Enden der Schlitzwände jeweils über Zuleitungen für das Filterbettmaterial am Kessel befestigt und ihre unteren Enden jeweils mit einem Auslaßstutzen für das Filterbettmaterial verbunden sind und die Auslaßstutzen verschieblich in einer öffnung des Kessels geführt sind, so daß eine ungehinderte Wärmedehnung möglich ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Wanderbettfilter ausgetragenes Filterbettmaterial oder in einem Fließbettofen durch Verbrennung von daran anhaftenden Verunreinigungen regeneriertes Filter- bzw. Fließbettmaterial zum Wanderbettfilter und/oder zum Fließbettkühler zurückgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9? dadurch gekennzeichnet, daß der Fließbettofen ein oberes Fließbett und ein über ein Überlaufrohr damit verbundenes unteres Fließbett aufweist, wobei im oberen Fließbett an den Fließbetteilchen anhaftende, brennbare Stoffe verbrannt werden und im unteren Fließbett für die Zufuhr zum oberen Fließbett bestimmte Luft vorgewärmt wird und gleichzeitig das im Überlaufrohr abwärts fließende, regenerierte Fließbettmaterial gekühlt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß der zum Regenerieren des Fließbettmaterials verwendete Ofen einlaßseitig und auslaßseitig Absperreinrichtungen aufweist, und durch abwechselnde Betätigung derselben unter Normaldruck betrieben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 7j dadurch g e k e η η - . zeichnet, daß der Gaskühler einen aufrecht stehenden Kessel und eine Anzahl von senkrecht darin ange-

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ordneten, an den Außenseiten von Kühlwasser umströmten Wärmetauscherrohren aufweist, welche mit ihren unteren Enden in der Gaswäsche ausmünden, und daß die Gaswäsche Düsen zum Versprühen von zurückgewonnenem Teer enthält, so daß das bei Durchströmung der Wärmetauscherrohre gekühlte Gas unmittelbar in die Gaswäsche gelangt und darin mit rückgewonnenem Teer von niedrigerer Temperatur kontaktiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskühler über ein Steigrohr und ein Fallrohr mit einem Kondensationskessel verbunden ist und daß die Wärme des die wärmetauscherrohre durchströmenden Gases in Form von Mitteldruckdampf im Kondensationskessel zurückgewonnen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaswäsche mit einem Flüssigkeitsabscheider verbunden ist, welcher Einrichtungen für die Rückführung des darin kondensierten Teers zur Gaswäsche sowie Einrichtungen für die Wärmerückgewinnung aus dem zurückgewonnenen Teer in Form von Nieder druckdampf aufweist.

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