DE3150167A1 - Process and equipment for generating flammable gases - Google Patents

Abstract

The invention relates to a process for generating flammable gases, in particular from solid fuels. It also relates to equipment for carrying out the process. According to the process, the cracked and/or uncracked gases generated in the generator (1) are extracted, held at a high temperature and fed directly to the burning point or points (3). There is no intermediate cooling of the gases; rather, their temperature is held above the condensation points of the ungasified and uncracked gas accessories and constituents, such as phenols, tar and the like. The equipment is characterised above all in that, adjoining the generator (1), a fan (5), preferably designed as a high-pressure fan, is provided for extracting the gases generated in the generator (1). The fan (5) produces a vacuum in the generator (1). The flammable gas is fed to the burning point (3) largely without heat loss, and the ungasified and uncracked constituents contained in the fuel gas are burned and eliminated without polluting the environment. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Er- Method and device for

zeugung brennbarer Gase Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase insbesondere aus festen Brennstoffen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. generation of combustible gases The invention relates to a method for the generation of flammable gases, especially from solid fuels. Continue to refer the invention relates to an apparatus for performing this method.

Brennbare Gase werden beispielsweise durch Entgasung und Verkokung von Steinkohle oder Braunkohle erzeugt. Die Überführung eines Vergasungsstoffes in brennbare Gase kann auch durch chemische Umsetzung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen bei hohen Temperaturen erfolgen, wobei dieser Vorgang als Vergasung bezeichnet wird. Die meisten Verfahren der Vergasungstechnik arbeiten nach dem Gegenstromprinzip. Dabei sinkt der Vergasungsstoff in Abhängigkeit von seiner Vergasung langsam im Generator von oben nach während sich das Vergasungsmittel auf seinem Wege durch den Generator von unten nach oben mit dem Kohlenstoff des Vergasungsstoffs in brennbare Gase umsetzt, die aus dem oberen Teil des Generators abströmen. Bei den nach dem Gleichstromprinzip arbeitenden Vergasungsverfahren sind die Richtungen des Vergasungsstoffs und des Vergasungsmittels gleich.Combustible gases are produced, for example, by degassing and coking produced by hard coal or lignite. The transfer of a gasification substance Can also be converted into flammable gases by chemical reaction with oxygen or oxygen-containing Gases take place at high temperatures, this process being referred to as gasification will. Most of the gasification technology processes work on the countercurrent principle. The gasification substance slowly sinks depending on its gasification Generator from top to while the gasifier is on his Paths through the generator from bottom to top with the carbon of the gasification material converts it into flammable gases, which flow out of the upper part of the generator. at the gasification processes, which work according to the direct current principle, are the directions of the gasification substance and the gasification agent are the same.

Eine Einteilung der Vergasungsverfahren läßt sich auch nach der Art, in der die zur Vergasung benötigte Wärme zugeführt wird, vornehmen. Autotherme Vergasungsverfahren zeichnen sich dadurch aus, daß die zum Ablaufenlassen von endothermen Reaktionen benötigte Wärmemenge durch gleichzeitiges Ablaufenlassen von exothermen Reaktionen zur Verfügung gestellt wird.A classification of the gasification process can also be based on the type in which the heat required for gasification is supplied. Autothermal gasification process are characterized by the fact that they allow endothermic reactions to occur Required amount of heat through simultaneous running of exothermic reactions is made available.

Bei allothermen Vergasungsverfahren wird die zum Ablaufenlassen von endothermen Reaktionen benötigte Wärmemenge von außerhalb liegenden Wärmequellen geliefert. Beim zyklischen Vergasungsverfahren schließlich laufen exotherme und endotherme Reaktionen nacheinander im Wechsel ab.In the case of allothermal gasification processes, the drainage of endothermic reactions required amount of heat from external heat sources delivered. Finally, in the cyclic gasification process, exothermic and endothermic reactions alternately one after the other.

Die meisten dieser bekannten Vergasungsverfahren arbeiten unter atmosphärischem Druck, einige wenige, wie beispielsweise das Lurgi-Druckvergasungsverfahren, unter erhöhtem Druck. Je nach dem eingesetzten Vergasungsstoff enthält das erzeugte Brenngas mehr oder weniger unvergaste und unverkrackte Bestandteile und Begleiter, wie Phenole, Teere usw.Most of these known gasification processes operate under atmospheric conditions Pressure, a few such as the Lurgi pressurized gasification process increased pressure. Depending on the gasification substance used, the generated contains fuel gas more or less ungased and uncracked components and companions, such as phenols, Tars etc.

Sinkt die Temperatur unter die jeweiligen Kondensations- bzw.If the temperature falls below the respective condensation or

Siedepunkte, so kondensieren diese Bestandteile. Um diese für das Brenngas unerwünschten Bestandteile zu entfernen, sind bei den bekannten Verfahren dem Generator eine Reihe von Vorrichtungen zum Kühlen, Abscheiden, Waschen usw. nachgeschaltet, die zum einen recht kostenträchtig sind und zum anderen dem erzeugten Brenngas Prozeßwärme entziehen, was zu einer entsprechenden Wirkungsgradverschlechterung führt, denn diese Wärme muß an der Brennstelle wieder vom Brenngas geliefert werden,d.h. sie wird der chemisch gebundenen Wärmemenge des erzeugten Gases entzogen. Auch beir Wirbelschicht-Vergasungsverfahren, bei dem sich der feinkörnige Vergasungsstoff in turbulenter Bewegung befindet, wird. das mit verhältnismäßig hoher Temperatur austretende brennbare Gas durch eine Reihe dem Generator nachgeschalteter Einrichtungen geführt und abgekühlt, wobei noch darauf hinzuweisen ist, daß das im Wirbelschichtverfahren gewonnene Gas einen hohen Staubanteil aufweist, dessen Entfernung weitere kostspielige Verfahrensschritte und Einrichtungen bedingt.Boiling points, these components condense. To do this for that To remove fuel gas unwanted constituents, are in the known methods a number of devices for cooling, separating, washing, etc. downstream, which are on the one hand quite expensive and on the other hand the generated Fuel gas withdraw process heat, which leads to a corresponding deterioration in efficiency leads, because this heat has to be supplied by the fuel gas at the burning point become, i.e. it is withdrawn from the chemically bound amount of heat of the gas produced. Also with Fluidized bed gasification process in which the fine-grained gasification substance is in turbulent motion. the one at a relatively high temperature escaping flammable gas through a number of devices downstream of the generator guided and cooled, it should also be noted that the fluidized bed process The gas obtained has a high proportion of dust, the removal of which is further costly Process steps and facilities required.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, bei dem das brennbare Gas weitgehend wärmeverlustfrei der bzw. den Brennstellen zur Verfügung gestellt wird, wobei sichergestellt ist, daß im Brenngas enthaltene unvergaste und unverkrackte Bestandteile, wie Phenole, Teere usw. umweltfreundlich und ohne Beeinträchtigung des Wirkungsgrades der Verbrennung beseitigt werden. Es soll also ein Gas mit hohem Wärmegehalt und Wärmeinhalt erzeugt werden. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die kostengünstig betrieben werden kann.The object of the invention is based on this prior art in creating a method of the type specified in the preamble of claim 1, in which the combustible gas is largely free of heat loss from the burning point (s) is made available, whereby it is ensured that contained in the fuel gas ungased and uncracked components such as phenols, tars, etc. are environmentally friendly and can be eliminated without affecting the combustion efficiency. It So a gas with a high heat content and heat content is to be generated. Farther The object of the invention is to provide a device for performing this To create a process that can be operated inexpensively.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Verf ahrensmerkmale vorgesehen, wobei noch in den folgenden Ansprüchen vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.To solve this problem are in the characterizing the invention Part of claim 1 specified procedural features provided, still in claims advantageous and beneficial developments to the following claims are.

Die Vorrichtung zeichnet sich durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 8 angegebenen Gestaltungsmerkmale aus; weitere Merkmale ergeben sich aus den folgenden Ansprüchen.The device is characterized by the in the characterizing part of the Claim 8 specified design features from; further characteristics result from the following claims.

Das nach der Erfindung im Unterdruckverfahren dem Generator oder den Generatoren entnommene brennbare Gas wird auf hoher Temperatur gehalten, so daß es zu keiner Kondensation von Phenolen, Teeren usw. kommt, diese vielmehr im gasförmigen Aggregatzustand im brennbaren Gas verbleiben. Es wird also im Gegensatz zu den bekannten Verfahren keine Abkühlung des brennbaren Gases vorgenommen. Das aus dem Generator abgesaugte Gas wird sodann unmittelbar und mit hoher Temperatur an die Brennstelle bzw. die Brennstellen geführt, wobei auch die unvergasten und unverkrackten Bestandteile, wie Phenole, Teere usw. mit hoher Gasgeschwindigkeit direkt in die Brennstelle geführt werden. Die Absaugung des erzeugten Gases wird mit einem Hochdruckgebläse bzw. -ventilator vorgenommen, das bzw. der dem Generator nachgeschaltet ist. Zweckmäßigerweise ist dieses Gebläse in der zur Brennstelle führenden Gasfortleitung angeordnet.According to the invention in the vacuum process the generator or the Flammable gas taken from generators is on high Temperature held, so that there is no condensation of phenols, tars, etc., rather this remain in the gaseous state of aggregation in the combustible gas. So it will be in opposition no cooling of the flammable gas carried out in relation to the known processes. That Gas sucked out of the generator is then immediately and at a high temperature led to the burning point or the burning points, with the ungased and uncracked constituents such as phenols, tars, etc. with high gas velocity be led directly into the burning point. The suction of the generated gas is made with a high pressure blower or fan attached to the generator is downstream. Appropriately, this fan is in the area of the focal point leading gas scavenging arranged.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung sind also keine teuren Einrichtungen zur Kühlung des brennbaren Gases und zur Abscheidung der unvergasten und unverkrackten Bestandteile erforderlich; diese werden vielmehr unmittelbar in der Brennstelle mitverbrannt. Das erzeugte Gas steht an der Brennstelle mit seinem vollen Wärmegehalt und -inhalt zur Verfügung. Es wird keine Prozeßwärme bis zur Brennstelle entzogen, so daß ein entsprechend hoher Wirkungsgrad sichergestellt ist.In the method according to the invention, therefore, there are no expensive facilities for cooling the flammable gas and for separating the non-gassed and uncracked gas Components required; Rather, these are directly in the focal point burned with. The generated gas is at the burning point with its full heat content and content available. No process heat is extracted up to the burning point, so that a correspondingly high degree of efficiency is ensured.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung naher erläutert, die als einzige Figur in schematischer Darstellung einen über eine Gasleitung mit der Brennstelle verbundenen Generator zur Erzeugung von brennbaren Gasen zeigt.The invention will now be related to an exemplary embodiment explained in more detail with the drawing, which is the only figure in a schematic representation a generator connected to the combustion point via a gas line for generation of flammable gases shows.

In der Zeichnung ist der Generator mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Selbstverständlich können auch mehrere Generatoren 1 vorgesehen sein. Der Generator 1 ist über die Gasfortleitung 2 mit der E~ennstelle 3 verbunden, die innerhalb eines Ofens, einer Brennkammer od. dgl., der bzw. die allgemein mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet is , angeordnet ist. In der Gasfortleitung 2 ist zwischen dem Generator 1 und der Brennstelle 3, vorzugsweise im Anschluß an den Generator 1, ein Gebläse bzw. ein Ventilator 5 vorgesehen, das bzw. der als Hochdruckgebläse ausgebildet ist. Mit Hilfe dieses Gebläses 5 wird das im Generator 1 erzeugte Brenngas aus dem Generator 1 gesaugt; im Generator 1 wird also ein Unterdruck gebildet. Das abgesaugte Brenngas, das verkrackt, teilweise verkrackt oder unverkrackt sein kann, wird im hohen Temperaturbereich gehalten, also nicht zwischengekühlt, und mit hoher Geschwindigkeit der Brennstelle 3 - selbstverständlich können auch mehrere Brennstellen 3 vorhanden sein - zugeführt. Zweckmäßigerweise wird dabei das brennbare Gas auf einer Temperatur gehalten, die über den Kondensationspunkten der unvergasten und unverkrackten Bestandteile der brennbaren Gase liegt, so daß diese Bestandteile, nämlich vor allem Phenole, Teere usw., nach dem Austritt der brennbaren Gase aus dem Generator 1 nicht kondensieren. Es kann bereits genügen, die Temperatur des abgesaugten Brenngases so hoch zu halten, daß sie über dem Kondensationspunkt zumindest des oder der am häufigsten auftretenden unvergasten und unverkrackten Bestandteile liegt. Diese Temperatur liegt etwa zwischen 2500 C bis 3ovo0 C. Die brennbaren Gase werden also mit möglicht hoher Temperatur dem Generator 1 entnommen und mit dieser hohen Temperatur direkt der Brennstelle 3 zugeführt.The generator is denoted by the reference number 1 in the drawing. Several generators 1 can of course also be provided. The generator 1 is connected to the outlet 3 via the gas flow line 2, which is within one Oven, a combustion chamber or the like, which or those generally with the reference number 4 is denoted, is arranged. In the gas transfer line 2 is between the generator 1 and the focal point 3, preferably following the generator 1, a fan or a fan 5 is provided which is designed as a high-pressure fan is. With the help of this fan 5, the fuel gas generated in the generator 1 is from the Generator 1 sucked; A negative pressure is thus formed in the generator 1. The sucked off Fuel gas, which may be cracked, partially cracked or uncracked, is used in the Maintained high temperature range, i.e. not intercooled, and at high speed the focal point 3 - of course, several focal points 3 can also be present be - fed. The combustible gas is expediently at one temperature held above the condensation points of the ungased and uncracked components of the flammable gases, so that these components, namely mainly phenols, Tars etc. do not condense after the flammable gases have escaped from the generator 1. It may be enough to keep the temperature of the exhausted fuel gas so high that that they are above the condensation point at least of the or most frequently occurring ungased and uncracked components. This temperature is approximately between 2500 C to 3ovo0 C. The flammable gases are therefore with the highest possible temperature taken from the generator 1 and with this high temperature directly to the burning point 3 supplied.

Die mitgeführten unvergasten und unverkrackten Bestandteile kondensieren nicht aus, sondern werden direkt der Brennstelle 3 zugeführt, wo sie verbrennen. Durch die fehlende Zwischenkühlung erfolgt kein Wärmeentzug beim erzeugten Brenngas, so daß der Wirkungsgrad der Verbrennung entsprechend hoch ist.The entrained ungased and uncracked constituents condense not off, but are fed directly to the burning point 3, where they burn. Due to the lack of intermediate cooling, there is no heat extraction from the fuel gas produced, so that the combustion efficiency is correspondingly high.

Um die brennbaren Gase nach dem Absaugen aus dem Generator 1 auf hoher Temperatur zu halten, kann es von Vorteil sein, die Gasfortleitung 2 wie auch das Hochdruckgebläse 5 zu isolieren, so das eine Wärmeabgabe weitgehend eingeschränkt und verhindert ist.In order to keep the flammable gases up after suction from the generator 1 To maintain the temperature, it can be advantageous to use the gas evacuation 2 as well as the To insulate high-pressure blower 5, so that a heat emission is largely restricted and is prevented.

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Claims (12)

Ansprüche 1. Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase insbesondere aus festen Brennstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Generator (1) erzeugten verkrackten und/oder unverkrackten Gase abgesaugt, auf hoher Temperatur gehalten und unmittelbar der bzw. den Brennstellen (3) zugeführt werden. Claims 1. A method for producing combustible gases in particular from solid fuels, characterized in that those produced in the generator (1) Cracked and / or uncracked gases sucked off, kept at a high temperature and are fed directly to the focal point (s) (3). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Generator (1) ein Unterdruck erzeugt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the generator (1) a negative pressure is created. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase ohne Zwischenkühlung in die Brennstelle bzw. Brennstellen (3) geführt werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gases are fed into the combustion point or combustion points (3) without intermediate cooling. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase auf einer Temperatur gehalten werden, die über den Kondesationspunkten der unvergasten und unverkrackten Bestandteile (Phenole, Teere usw. ) liegt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the gases are kept at a temperature above the condensation points of the non-gassed and uncracked components (phenols, tars, etc.). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase auf einer Temperatur gehalten werden, die über den Kondensationspunkten wenigstens der am häufigsten vorliegenden unvergasten und unverkrackten Bestandteile und Gasbegleiter liegt. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in, that the gases are kept at a temperature above the condensation points at least the most common ungased and uncracked ingredients and gas attendant lies. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase etwa auf einer Temperatur von 25oOC bis 3000C gehalten werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the gases are kept at a temperature of about 25oOC to 3000C. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase der bzw. den Brennstellen (3) mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the gases of the burning points (3) are fed at high speed. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den Generator (1) ein Gebläse (5) zum Absaugen der erzeugten Gase angeordnet ist. 8. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 7, characterized in that a fan is connected to the generator (1) (5) is arranged for sucking off the generated gases. 9 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g-ekenhzeichnet, daß das Gebläse (5) als Hochdruckgebläse ausgebildet ist. 9 Apparatus according to claim 8, characterized in that the fan (5) is designed as a high-pressure fan. lo. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (5) in der vom Generator (1) zur Brennstelle (3) führenden Gasfortleitung (2) angeordnet ist.lo. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the fan (5) in the gas conveyance leading from the generator (1) to the combustion point (3) (2) is arranged. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfortleitung (2) wärmeisoliert ist.11. Device according to one of claims 8 to lo, characterized in that that the gas propagation (2) is thermally insulated. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (5) wärmeisoliert ist.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that that the fan (5) is thermally insulated.