DE3115748C2 - Verfahren zum Erzeugen von Brenngas und Schlackenabstichgenerator - Google Patents

Verfahren zum Erzeugen von Brenngas und Schlackenabstichgenerator

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen Kohlenoxydgas und Wasserstoffgas enthaltendem Gas aus kohle- und/oder kohlenwasserstoffhaltigem Ausgangsmaterial wird das Ausgangsmaterial in Pulverform oder flüssiger Form zusammen mit Oxydiermittel und Schlackenbilder in eine Verbrennungszone und unter gleichzeitiger Zufuhr von Wärmeenergie injiziert. Die Verbrennungszone wird im Unterteil eines mit stückförmigem, festem kohlehaltigen Material und schwefelbindendem Schlackenbilder gefüllten Schachtes erzeugt.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Brenngases in einem Schlackenab-Stichgenerator, in don oben stückiger, fester Kohlenstoff, wie Koks, und schwefelbindender Schlackenbildner eingebracht werden, die im Generatorschacht eine Beschickungssäule bilden, in der unten eine Oxidationszone gebildet wird, in die sauerstoffhaltige Vergasungs- mittel sowie weitere pulverförmige oder flüssige Vergasungsstoffe, in Form von Kohle und/oder Kohlenwasserstoffen, mittels Brenner eingeführt werden und wobei aus dem Generator oben das Brenngas abgezogen wird. — Die Erfindung betrifft auch einen Abstichgenerator zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Gattung (Zeitschrift »GWF«, 1950, Seiter 100, 101) wird stückiger, fester Kohlenstoff, der in Form von Koks aufgegeben wird, vergast. Es ist auch bekannt (DE-AS 11 46 998) ein Verfahren zum Erzeugen eines Brenngases durch Zufuhr von Sauerstoff als Vergasungsmittel so überhitzt zuzuführen, daß die eingesetzten Kohlenwasserstoffe sich rußfrei umsetzen. — Um eine definierte Oxidationszone bzw. Verbrennungszone zu erhalten, arbeitet man mit Brennern die auf 1800 bis 19000C erhitzen. (DE-PS 76 232) oder mit Blasformen (Zeitschrift »Chemie-Ingenieur-Technik«, 1960, Seiten 806 bis 809), durch die die Vergasungsstoffe sowie gegebenenfalls weitere Zusatzbrennstoffe und schwefelbindende Schlackenbildner zugeführt werden. — Schließlicn ist es auch bekannt, beim Erzeugen von Gas Wasser oder Wasserdampf in den Generator einzudüsen (DE-PS 3 08 259).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß ein möglichst schwefelarmes Gas abgezogen werden kann und daß der Schwefel, der von den zu vergasenden Substanzen mitgeführt wird, in die Schlacke geht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die weiteren Vergasungsstoffe und die sauerstoffhaltigen Vergasungsmittel mit zumindest einem Plasmabrenner in die Oxidationszone eingeführt werden, wobei zusätzlich schweielbindende Schlackenbildner, wie Kalk, beigemischt werden. Nach bevorzugter Ausführung kann oberhalb der Oxidationszone ein endothermes Vergasungsmittel in Form von Wasser in die Beschickungssäule eingeführt werden.
Ein Abstichgenerator zur Durchführung des Verfahrens mit darauf angeordneter Begichtungsvorrichtung für stückigen, festen Kohlenstoff, einem zentralen Gusabzug im Bereich der Gicht und im Schachtunterteil mit Brennern für weitere pulverförmige bzw. flüssige Vergasungsstoffe und Vergasungsmittel sowie einer Vorrichtung zum Abzug von Schlacke ist dadurch gekennzeichnet, daß im Schachtunterteil zumindest ein Plasmabrenner für die weiteren Vergasungsstoffe angeordnet ist.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile werden im wesentlichen darin gesehen, daß durch Einsatz eines oder mehrerer Plasmabrenner eine sehr weitgehende Schwefeleinbindung erreicht wird. Der Schwefel wird in die Schlackenphase gebunden, was besonders umweltfreundlich ist und die Bildung von Schwefelwasserstoff vermeidet. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gas ist auch im wesentlichen frei von höheren Kohlenwasserstoffen.
Die Wärmezufuhr läßt sich über die eingesetzten Plasmabrenner auch einfach regeln. Hinzu kommt, daß wegen der Beschickungssäule im Generatorschacht geringere Genauigkeitsanforderungen für die Zufuhr von Vergasungsmitteln und Vergasungsstoffen gelten, so daß eine Änderung des Verhältnisses von Vergasungsmitteln und Vergasungsstoffen nicht zu einer Verschlechterung der Qualität des erzeugten Gases führt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung gezeigte Ausführungsform beschrieben.
Auf der Zeichnung wird der schachtartige Generator mit 1 bezeichnet. Der Generator 1 ist mit einer Mischung 2 aus stückförmigem, festem, kohlehaltigem Material, beispielsweise Steinkohle oder Koks, sowie mit schwefelbindendem Schlackenbildner gefüllt Die Mischung 2 wird dem Oberteil 3 des Schachtes 1 durch eine Gichtanordnung 4 mit gasgedichteten Zufuhrschleusen zugeführt. Der Oberteil des Schachtes ί ist durch einen Deckel 5 verschlossen, in dem ein zentral gelegener Gasabzug 7 vorgesehen ist. Im unteren Teil des Schachtes 1 wird eine Verbrennungszone 8 gebildet, und zwar mit Hilfe eines Plasmabrenners 9, der auch zur Zufuhr einer Mischung 10 von kohle- und/oder kohlenwasserstoffhaltigem Ausgangsmaterial in Pulverform oder flüssiger Form, Schlackenbildner und Oxidiermittel verwendet wird. Weiterhin ist eine Abzapfrinne 12 zum Abzug der Schlacke im unteren Teil des Schachtes 1 vorgesehen. Darüber hinaus sind Zufuhrvorrichtungen 13,14 für Wasser vorgesehen, die oberhalb der eigentli-
chen Verbrennungszone 8 münden.
Das kohle- und/oder kohlenwasserstoffhaltige Ausgangsmaterial wird also in Pulverform οΊεΓ in flüssiger Form der Verbrennungszone 8 zugeführt, zusammen mit Oxidiermittel, beispielsweise Sauerstoffgas und Schlackenbildner, vorzugsweise saurem Schlackenbildner, wobei die Verbrennungsgeschwindigkeit und die Temperatur leicht durch Zufuhr von Wärmeenergie zur Verbrennungszone geregelt werden kann. Dies kann entweder dadurch erzielt werden, daß das zugeführte Sauerstoffgas erwärmt wird, dadurch, daß ein Plasmagenerator 9 verwendet wird. Darüber hinaus kann man durch die oberhalb der Verbrennungszone gelegenen Wasserzufuhrvorrichtunger 13,14 die Temperatur und '■'$■ den Wasserstoffgehalt des erzeugten Gases regeln un-
** ter gleichzeitiger Ausnutzung des physischen Wärmegehaltes des Gases.
Die in der Zeichnung gezeigte Anlage kann beispielsweise in der im folgenden Beispiel beschriebenen Weise betrieben werden:
Beispiel
Bei einer Zufuhr in der Verbrennungszone 8 des „ Schachtes 1 von
610 m3 Sauerstoffgas
1000 kg pulverförmiger Kohle 50 kg Schlackenbildner
(AI2O3=20%, SiO2=80%)
und einer gleichzeitigen Zufuhr von Wasser durch die Zufuhrvorrichtungen 13, 14 in einer Menge von 330 Liter erhielt man 2635 m3 abgehendes Gas mit einer Temperatur von 950° C und einer Zusammensetzung von
CO2 3,3%
CO 58,4%
f. H2 34,6%
H2O 2,90/0
N2 1,3%
sowie 240 kg Schlacke. Als Füllung in dem Schacht wurden 70 kg Koks und 120 kg Kalkstein verwendet und die Temperatur in der Verbrennungszone betrug etwa j, 1500° C. Der Energiebedarf belief sich auf 450 kWh.
H" Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
■!
55
60

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Erzeugen eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Brenngases in einem Schlackenabstichschachtgenerator, in den oben stückiger, fester Kohlenstoff, wie Koks, und schwefelbindender Schlackenbildner eingebracht werden, die im Generatorschacht eine Beschickungssäule bilden, in der unten eine Oxidations- ίο zone gebildet wird, in die sauerstoffhaltige Vergasungsmittel sowie weitere pulverförmige oder flüssige Vergasungsstoffe, in Form von Kohle und/oder Kohlenwasserstoffen, mittels Brenner eingeführt werden und wobei aus dem Generator oben das Brenngas abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Vergasungsstoffe und die sauerstoffhaltigen Vergasungsmittel mit zumindest einem Plasmabrenner in die Oxidationszone eingeführt werden, wobei zusätzlich schwefelbindende Schlackenbildner, wie Kalk, beigemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei außerhalb der Oxidationszone ein endothermes Vergasungsmittel zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dort in die Beschickungssäule Wasser eingeführt wird.
3. Abstichgenerator zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit darauf angeordneter Begichtungsvorrichtung für stükkigen, festen Kohlenstoff, einem zentralen Gasabzug im Bereich der Gicht und im Schachtunterteil mit Brennern für weitere pulverförmige bzw. flüssige Vergasungsstoffe und Vergasungsmittel sowie einer Vorrichtung zum Abzug von Schlacke, dadurch gekennzeichnet, daß im Schachtunterteil zumindest ein Plasmabrenner für die weiteren Vergasungsstoffe angeordnet ist.
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