DE68905681T2

DE68905681T2 - Methode zur umaenderung der schmutzstoffe in einem rohen hochtemperatur-hochdruck-synthesegasstrom.

Info

Publication number: DE68905681T2
Application number: DE1989605681
Authority: DE
Inventors: Charles Victor Sternling
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1993-07-08
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: DE68905681D1; DK315289D0; JPH0247193A; DK315289A; EP0349090A1; EP0349090B1; JP2668266B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Teilverbrennung von fein verteiltem festen Brennstoff, wie pulverisierte Kohle, wobei letztere zusammen mit einem sauerstoffhaltigen Gas über einen Brenner in einen Reaktor oder Vergaser eingeführt wird, aus welchem ein Strom von rohem Synthesegas mit hoher Temperatur zusammen mit einer geringen Menge an Schmutzstoffen abgezogen wird, von denen einige in Form von Teilchen mit einer klebrigen äußeren Oberfläche vorliegen können, welche dazu neigen, an den Vorrichtungsteilen anzuhaften, welche sich stromabwärts von dem Reaktor befinden.
Bei der Teilverbrennung handelt es sich um die Reaktion der Gesamtheit der Brennstoffteilchen mit einer unterstöchiometrischen Menge an Sauerstoff, welcher entweder in reiner Form oder in Mischung mit anderen Gasen in einen Förderstrom von Stickstoff eingespeist wird, wodurch der Brennstoff mittels Teiloxidation in Wasserstoff und Kohlenmonoxid umgewandelt wird. Diese Teilverbrennung unterscheidet sich von einer vollständigen Verbrennung, bei welcher der Brennstoff vollständig zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden würde.
Während des Vorganges der Teilverbrennung von pulverisierter Kohle in einem Vergaser trennt sich das in der Kohle vorhandene mineralische Material beim Vergasen der Kohle in zwei Ströme auf. Die sich bildende geschmolzene Schlacke fällt auf den Boden des Vergasers, von wo aus sie ausgetragen wird. Leichtgewichtige Teilchen von Flugasche oder Flugschlacke, welche sich gleichfalls bilden, werden über den Kopf des Vergasers durch den Strom des Synthesegases mitgerissen, welcher zu einem Gaskühler, Wärmeaustauscher oder Abhitzekessel weitergeleitet wird, wo Dampf erzeugt werden kann.
Während des Austrages des als Produkt erhaltenen Synthesegases aus dem Vergaser entsteht ein Problem dadurch, daß sich die klebrigen Flugascheteilchen auf den Wänden des Auslaßkanals des Vergasers niederschlagen, wo sie sich verfestigen und dazu neigen, den Kanal zu verstopfen. Außerdem setzen sich in manchen Fällen die klebrigen Flugascheteilchen auch auf den Rippen oder Röhrenbündeln der Kühlvorrichtung ab und vermindern dadurch die Wirksamkeit der Kühlvorrichtung. In jedem dieser beiden Fälle muß das Verfahren unterbrochen werden, um die Vorrichtungsteile periodisch zu reinigen, welche Maßnahme für die gewünschte kontinuierliche Durchführung des Verfahrens nicht akzeptabel ist.
Bei einem Versuch, das vorstehende Problem zu lösen, ist bereits vorgeschlagen worden, auf der Innenwandung des Auslaßkanals des Vergasers ein Schutzschild aus Gas zu bilden, um so die Innenwandung davor zu schützen, daß klebrige Teilchen daran haften bleiben. Der durch den Auslaßkanal in Richtung auf die Kühlvorrichtung hin strömende Produktgasstrom würde dann über die gesamte Länge des Kanals von einer Hülle aus einem kühleren Gas umgeben sein. Die in dem Gasstrom befindlichen klebrigen Teilchen in der Nähe der Kanalwand würden dann beim Auftreffen auf die umgebende Hülle an Kühlgas bis zu einem solchen Ausmaß gekühlt werden, daß sich die Ascheteilchen verfestigen und ihre Klebrigkeit verlieren, ehe sie auf die Wand auftreffen. Gemäß diesem Vorschlag sollte der Schutzschild aus kühlerem Gas mittels eines ringförmigen Schlitzes am stromaufwärts gelegenen Ende des Auslaßkanals des Vergasers eingespeist werden. Es wurde jedoch gefunden, daß der Schutzschild oder die Hülle des kühlenden Gases in bestimmten Fällen vorzeitig gestört oder unterbrochen wurde derart, daß er für einen Betrieb mit Kühlung der klebrigen Flugascheteilchen unbefriedigend funktionierte.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Teilverbrennung von fein verteiltem kohlenstoffhaltigem Brennstoff, welcher mindestens ein Gewichtsprozent Asche enthält, in einem Reaktor oder Vergaser unter Erzeugung eines Produktgases (zur Hauptsache aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehend), welches beim Verlassen des Reaktors klebrige Teilchen von Flugasche oder Flugschlacke oder Asche bildenden Bestandteilen mitreißt, welche aus Alkalimetallchloriden, Siliciumoxiden und/oder Aluminiumoxiden oder anderen mineralischen Bestandteilen bestehen können. Bei der im Reaktor vorherrschenden Temperatur ist die Asche üblicherweise klebrig. Insbesondere wenn die Teilverbrennung nach dem Prinzip der mitgerissenen Vergasung (by entrained gasification)in Brennerflammen durchgeführt wird, ist die Verweilzeit im Vergaser oder Reaktor außerordentlich kurz, verglichen mit einer Vergasung in einem fluidisierten oder sich fortbewegenden Bett, und die Temperatur ist sehr hoch.
Die Asche, welche sich während des erfindungsgemäßen Vergasungsverfahrens bildet, liegt bei den Bedingungen, welche in dem Reaktor vorherrschen, üblicherweise Temperaturen im Bereich von 1050 bis 2200ºC, mindestens teilweise in flüssiger Form vor. Falls die Ascheteilchen nicht gänzlich in flüssiger Form vorhanden sind, werden sie im allgemeinen mindestens teilweise aus einer geschmolzenen Schlacke bestehen oder ein Verbrennungsprodukt oder einen Verbrennungsrückstand mit einer teilweise aufgeschmolzenen Konsistenz darstellen. Die hohe Temperatur eines Reaktors ist außerdem ausreichend, um bestimmte andere Nebenprodukte zu verdampfen, welche beim Abkühlen in den Verfahrensvorrichtungen eine klebrige Form annehmen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, mindestens die äußere Oberfläche von Teilchen, welche üblicherweise klebrig sind, wenn sie in einem Synthesegasabstrom enthalten sind, welcher den Reaktor bei Temperaturen oberhalb 1200ºC verläßt, zu verfestigen.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zur Herstellung von Synthesegas zur Verfügung, umfassend die nachstehenden Verfahrensschritte:
a) die Teiloxidation von Kohle bei einer erhöhten Temperatur unter Zuspeisung von trockener teilchenförmiger Kohle und von Sauerstoff zu einer Vergasungszone, wobei diese Vergasungszone mindestens einen Brenner zur Oxidation der Kohle umfaßt, das Verhältnis von Kohle zu Sauerstoff derart ist, daß eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wird und ein Rohsynthesegas mit einer Temperatur von etwa 1050ºC bis etwa 2200ºC gebildet wird, und der Entzug von Wärmeenergie aus besagtem Synthesegas in besagter Vergasungszone durch indirekten Wärmeaustausch mit Dampf und Wasser bei einer Temperatur von etwa 100ºC bis etwa 350ºC;
b) das Leiten des rohen Synthesegases und der von ihm mitgerissenen klebrigen Teilchen durch eine Abschreckzone;
c) das Eindüsen von einem kühlenden Abschreckgas in besagte Abschreckzone und das Vermischen des kühlenden Abschreckgases mit dem heißen Synthesegas unter turbulenten Strömungsbedingungen, um so mindestens die äußeren Oberflächen der klebrigen Teilchen in einen nicht klebenden Zustand umzuwandeln;
d) das Leiten des rohen Synthesegases von Verfahrensschritt c) in eine Wärmeaustauschzone und Entzug von Wärmeenergie aus besagtem Synthesegas und den von ihm mitgerissenen teilchenförmigen Material; und
e) das Entfernen der Teilchen aus besagtem rohen Synthesegas unter Erzeugung eines praktisch teilchenfreien Synthesegases, wobei ein Anteil dieses Gases zur Kreislaufführung und zum Eindüsen in die Abschreckzone angepaßt wird;
dadurch gekennzeichnet, daß das die Vergasungszone verlassende rohe Synthesegas geringe Mengen an verdampftem mineralischen Material enthält und besagtes verdampftes mineralisches Material durch Eindüsen des Abschreckgases stromaufwärts von besagter Abschreckzone kondensiert wird, daß die Abschreckzone aus einer langen geraden Rohrleitung besteht, welche an dem stromaufwärts gelegenen Ende der Gasauslaßleitung der besagten Vergasungszone und in Strömungsverbindung damit angeordnet ist, wobei die Menge des geraden Leitungsabschnittes stromabwärts von der Stelle der Eindüsung des Abschreckgases das Fünf- bis Zwanzigfache des Durchmessers der Rohrleitung beträgt und die Masse des in den Strom des rohen Synthesegases eingedüsten Abschreckgases dem 0,5- bis 4-fachen der Masse des Synthesegases entspricht; und wobei die nicht klebrigen Teilchen sowie das kondensierte verdampfte mineralische Material zusammen mit dem Synthesegas durch die stromabwärts gelegene Wärmeaustauschzone von Verfahrensschritt d) geleitet werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß GB-A-2,053,262 ein Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas aus Kohle offenbart, wobei ein Abschreckgas mit niedriger Temperatur in das Synthesegas eingedüst wird und ein Vermischen der kombinierten Gase unter Bedingungen turbulenter Strömung stattfindet, um so die Klebrigkeitseigenschaften der klebrigen Teilchen zu verringern.
Der spezielle Abschreckabschnitt gemäß der Erfindung wird darin jedoch nicht offenbart.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es erwünscht, einen langen geraden Abschreckabschnitt in Form einer Leitung vorzusehen, welcher den ersten Abschnitt des Auslaßkanals aus dem Reaktor bildet. Die Temperatur des Produktgases an diesem Punkt kann beispielsweise 1400ºC betragen. Ein Strom an Produktgas, welches um mehrere 100ºC abgekühlt worden ist, wird von einem ausgewählten Punkt im Verfahren im Kreislauf zurückgeführt und als Abschreckgas in das stromaufwärts gelegene Ende des Abschreckabschnittes des Auslaßkanals des Reaktors eingedüst. Durch Vermischen des gekühlten Abschreckgases mit dem heißen Reaktorabfluß an der Stelle, wo dieser den Abschreckabschnitt erreicht, und durch das Strömen der Mischung durch einen geraden Abschreckabschnitt von ausreichender Länge und unter den Bedingungen einer turbulenten Strömung werden das heiße Syntheseproduktgas und die von ihm mitgerissenen klebrigen Teilchen innig mit dem kühleren Abschreckgas vermischt und ermöglichen dadurch ein "Ausfrieren" der geschmolzenen oder klebrigen Teile oder sind zumindest Anlaß dafür, daß die äußeren Oberflächen der Teilchen in einem solchen Ausmaß nichtklebrig werden, daß sie nicht mehr an den Wänden der stromabwärts gelegenen Vorrichtungsteile oder -leitungen anhaften.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das rohe Synthesegas auch kleinere Anteile an verdampften mineralischen Materialien und besagter reduzierender Verfahrensschritt umfaßt das Kondensieren dieser verdampften mineralischen Stoffe durch das Eindüsen eines Volumens an Abschreckgas mit einer niedrigeren Temperatur als der Synthesegasstrom, in welchen es eingedüst wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Abschreckgas an einer Vielzahl von Stellen in den Syntheserohgasstrom eingedüst, welche sich im Umkreis dieses Stromes befinden, so daß sich im Bereich der Gaseindüsung ein Schutzschild aus kühlerem Abschreckgas um den heißen Strom des Synthesegases und der von ihm mitgerissenen klebrigen Teilchen ausbildet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Abschreckgas um Synthesegas, welches von einer stromabwärts gelegenen Stelle entnommen worden ist, welches geringe Mengen an Teilchen der verunreinigenden Bestandteile von niedrigerer Temperatur enthält, wobei diese Teilchen von der gleichen Zusammensetzung sind wie mindestens eine der Verunreinigungen in dem Abstrom an Rohsynthesegas, welches den Reaktor verläßt.
Der in dem Reaktormantel erzeugte Dampf kann zu einer Wärmeaustauschzone geleitet werden, wo er erhitzt wird und dann für die weitere Verwendung zur Verfügung steht. Die Vergasung kann unter Verwendung von technischen Maßnahmen durchgeführt werden, welche sich zur Erzeugung eines Synthesegases mit einer Vergaserauslaßtemperatur im Bereich von etwa 1050ºC bis etwa 1650ºC eignen.
Obwohl einige mit einem fluidisierten Bett arbeitenden Oxidatoren geeignet sind, solche Gastemperaturen unter den hier erwähnten Bedingungen zu erzeugen, wird das Verfahren doch mit Vorteil in einem Vergaser durchgeführt, welcher mindestens einen Brenner enthält. Ein solches Verfahren umfaßt vorteilhafterweise die Verbrennung mit Sauerstoff von trockener fein verteilter Kohle, i. e. von Kohle mit einem Wassergehalt von weniger als etwa 10 %. In einigen Fällen kann auch Dampf zugesetzt werden, um den Verbrennungsvorgang zu fördern. Die Art der eingesetzten Kohle ist nicht kritisch, doch ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß auch Kohlearten niedriger Qualität, wie Lignit oder Braunkohle Verwendung finden können. Falls der Wassergehalt der Kohle zu hoch ist, um den vorstehend erwähnten Bedingungen zu entsprechen, sollte die Kohle vor dem Einsatz getrocknet werden. Durch Einregelung des Gewichtsverhältnisses von Sauerstoff zu feuchtigkeits- und aschefreier Kohle im Bereich von etwa 0,6 bis 1,2, insbesondere von 0,9 bis 1,0, kann eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten werden. Die spezifischen Einzelheiten der benötigten Vorrichtungen und die dabei verwendeten Maßnahmen sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung, aber die in den US-Patentschriften Nr. 4,350,103 und 4,458,607 beschriebenen Maßnahmen können Anwendung finden. Im Hinblick auf die erforderlichen hohen Temperaturen sollten jedoch geeignete Konstruktionsmaterialien, wie Inconel-Arten und Incoloy 800, d. h. Stähle mit hohem Chrom- und Molybdängehalt, im Hinblick auf die Beanspruchung durch Überhitzung während einer längeren Lebensdauer des Wärmeaustauschers verwendet werden. Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß bei Durchführung der hier beschriebenen vorteilhaften Maßnahmen oder bei Verwendung der vorteilhaften konstruktionsmäßigen Einzelheiten, wie vorstehend beschrieben, ein Synthesegasstrom erzeugt wird, welcher frei ist von Teilchen aus klebrigem Material, welche an Leitungen oder Vorrichtungsteilen anhaften und/oder diese verstopfen könnten.
Die speziellen Arten von Vorrichtungen, welche unter Beachtung der vorstehend erwähnten Beschränkungen Verwendung finden, sind nicht kritisch. Der Schlüssel zum Verständnis der vorliegenden Erfindung besteht, wie bereits erwähnt, in der wohl überlegten Integration eines speziellen Typs von Kohlevergasertechnik oder Vergaserpraxis mit Maßnahmen oder Anordnungen, welche reine Strömungsleitungen und -vorrichtungen und eine verbesserte Energieausnutzung ermöglichen. Die dabei verwendeten Drucke sind nicht kritisch und der hier angesprochene Fachmann wird bei vorgegebenen speziellen Temperaturen in der Lage sein, in den verschiedenen Einheiten gemäß der Erfindung geeignete Druckbereiche vorzusehen.
Die Erfindung wird nun beispielsweise mehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In dieser ist
Fig. 1 ein schematisches Fließdiagramm eines Teilbereichs der für die Verfahrensführung erforderlichen Vorrichtung, welche benutzt wird, um das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchzuführen, und
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm einer anderen Anordnung von Vorrichtungsteilen, welche bei der Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Die Zeichung ist eine schematische Darstellung eines Verfahrensfließdiagramms und sie erläutert die wirksame Integration des speziellen Vergasers mit Vorrichtungsteilen, welche es ermöglichen, die Teilchen aus klebrigem Material, welche in einem Vergaser gebildet werden, praktisch vollständig auszuschalten. Alle in der vorliegenden Beschreibung angegebenen speziellen Werte, welche nachstehend erörtert werden, sind berechnet oder dienen nur zur Erläuterung.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird trockene teilchenförmige Kohle (mittlerer Teilchendurchmesser etwa 30 bis 50 Mikron mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 10 Gew.-%) über Leitung (1) den Brennern (2) eines Vergasers (3) zugeführt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein einziger Brenner (2) dargestellt. Bei dem Vergaser (3) kann es sich um einen vertikal angeordneten länglichen Kessel handeln, welcher beispielsweise im Bereich der Brenner zylindrisch ist und praktisch konische oder konvexe obere und untere Enden aufweist und welcher durch eine umgebende Membranwandstruktur (4) für die Zirkulation einer Kühlflüssigkeit definiert ist. Vorteilhafterweise umfaßt im allgemeinen die zylindrische Reaktorwand eine Mehrzahl von Wärmeaustauschrohren, welche voneinander durch "Membrane" oder gekrümmte Platten getrennt sind, wobei die Rohre an ihren äußeren Enden für die Erzielung einer kontinuierlichen Strömung einer Wärmeaustauschflüssigkeit miteinander verbunden sind, beispielsweise für den Durchfluß von Wasser, und welche außerdem eine Mehrzahl von Einlässen/Auslässen für diese Flüssigkeit aufweisen, wie es an sich aus dem Stand der Technik wohlbekannt ist. Gleichzeitig wird den Brennern (2) über eine Leitung (5) Sauerstoff zugeführt, wobei das Gewichtsverhältnis von Sauerstoff zu feuchtigkeits- und aschefreier Kohle beispielsweise etwa 0,9 beträgt. Die Verbrennung erzeugt eine Flammentemperatur von etwa 2200ºC, wobei die Gastemperatur am Auslaß des Vergasers etwa 1250ºC bis etwa 1450ºC beträgt. Die Einregulierung der Temperatur des Vergasers und des Vergaserauslasses wird durch das Kühlmittel in der Membranwandstruktur (4) unterstützt. Schlacke wird über den Auslaß (1a) ausgetragen.
Heißes Rohsynthesegas mit Verunreinigungen verläßt den Vergaser (3) über eine gerade, sich längs erstreckende Abschreckleitung (8) von ausgewählter Länge, deren Inneres eine Abschreckkammer bildet, in welcher das rohe Synthesegas und die von ihm mitgerissenen Verunreinigungen durch kühleres Synthesegas abgeschreckt wird, welches über Leitung (6) von irgendeiner geeigneten Stelle im Verfahren zugeführt wird. Das Abschreckgas kann eine Temperatur im Bereich von 140ºC bis etwa 540ºC aufweisen. Die Abschreckleitung (8) kann auch zwecks Wärmewiedergewinnung ummantelt sein, obwohl diese Ausführungsform in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Das abgeschreckte Gas gelangt dann zu einer Kühlvorrichtung oder einem Wärmeaustauscher (7). Bei dem Wärmeaustauscher (7) handelt es sich vorteilhafterweise um einen Austauscher mit mehreren Abschnitten, wobei das abgeschreckte Synthesegas durch eine Flüssigkeit in den Rohren weiter abgekühlt wird.
Das Rohsynthesegas, welches jetzt in dem Abschnitt mit niedriger Temperatur des Wärmeaustauschers (7) bis zu einer
Temperatur von ca. 315 bis 140ºC abgekühlt worden ist, gelangt über eine Leitung (14) in einen Reinigungsabschnitt oder eine Abtrennvorrichtung für Feststoffe (15), in welcher Feststoffteilchen und die verschiedensten verunreinigenden Gase, wie H&sub2;S, entfernt werden können. Die Einzelheiten dieser Reinigungsmaßnahmen für das Gas bilden nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Die für solche Reinigungsmaßnahmen erforderlichen Dampfmengen können durch den Dampfvorrat zur Verfügung gestellt werden, welcher im Gesamtverfahren erzeugt wird. Das gereinigte Synthesegas gelangt aus dem Abschnitt (15) in die Leitung (17) und ist dann geeignet für die weitere Verwendung. Trockene feste Verunreinigungen werden über den Auslaß (17a) abgezogen.
In Fig. 2 werden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Anstelle der Abschreckleitung (8) von Fig. 1, welche sich vom Vergaser (3) aus horizontal erstreckt, ist die in Fig. 2 dargestellte Abschreckleitung (8), welche vom Vergaser (3) ausgeht, als vertikal sich vom Kopf des Vergasers aus nach oben erstreckend wiedergegeben, und zwar über eine berechnete Strecke. Die Länge der Abschreckleitung (8) hängt von vielen Faktoren ab, wie die Fließgeschwindigkeiten oder Volumina in den Abschreckleitungen und den Zufuhrleitungen für das im Kreislauf geführte Abschreckgas, den Temperaturen des aus dem Vergaser austretenden Rohsynthesegases und derjenigen des Abschreckgases, der Art der verdampften Verunreinigungen in dem rohen Synthesegas, welche kondensiert werden müssen, der Art der klebrigen Ascheteilchen in dem Synthesegas, welche nichtklebrig gemacht werden müssen, usw.
Es wurden Versuche in einer Pilotanlage durchgeführt, in welcher 200 Tagestonnen an fein verteilter Kohle mit dem gleichen Gewicht an Sauerstoff verbrannt wurden. In einem solchen Versuch wurde der Vergaser bei etwa 25 bar (Bereich 10 bis 100 bar) betrieben, wobei das Produktgas aus dem Vergaser zusammen mit den verunreinigenden Bestandteilen bei einer Temperatur von etwa 1450ºC abgezogen wurde. Nachdem es gereinigt und gekühlt worden war, wurde ein Anteil des Produktgasstroms mit einer Temperatur von etwa 315ºC im Kreislauf zurückgeführt und als Abschreckgas in das stromaufwärts gelegene Ende des Abschreckabschnittes eingedüst, welcher praktisch den ersten Abschnitt der Gasauslaßleitung aus dem Vergaser darstellt.
Es können identische Massen an Produktgas und Abschreckgas verwendet werden, obwohl je nach den angewendeten Betriebsbedingungen dieses Verhältnis auch im Bereich von 0,5 bis 4,0 Masseeinheiten an Abschreckgas für jede Masseeinheit an Produktgas variiert werden kann. Um in der Abschreckkammer eine ausreichende Kühlung und eine Turbulenzströmung zu erzielen, ist es notwendig, daß die Länge der Abschreckleitung das 5- bis 20-fache des Innendurchmessers dieser Leitung beträgt. Es ist vorteilhaft, wenn diese Minimallänge der Abschreckleitung solange keine Krümmungen aufweist, bis die Teilchen eine Stelle in der Leitung passiert haben, wo sie nicht mehr klebrig sind. Bei der hohen Betriebstemperatur des Vergasers verdampfen bestimmte Verunreinigungen, wie die niedrigeren Oxide von Silicium und viele Oxide der Alkalimetalle. Diese Materialien werden dann in dem Abschreckabschnitt der Verfahrensvorrichtung kondensiert und gekühlt. Ein Abschreckabschnitt mit einer geraden Erstreckung entsprechend dem 14-fachen des Durchmessers dieses Abschnittes ermöglicht es, in einem System mit einer Verbrennungsleistung von 200 Tonnen Kohle je Tag, eine Fließgeschwindigkeit an heißem Synthesegas von 9 Metern je Sekunde zu handhaben.
Die verbleibenden Vorrichtungsteile, welche in Fig. 2 dargestellt sind, entsprechen den Komponenten von Fig. 1. Fig. 2 ist hier offenbart worden um zu zeigen, daß die Abschreckleitung (8) den Vergaser auch in vertikaler Richtung verlassen kann und gewünschtenfalls in den Wärmeaustauscher (7) von dessen Kopfende aus eintritt.

Claims

1. Ein Verfahren zur Herstellung von Synthesegas, umfassend die nachstehenden Verfahrensschritte:

a) die Teiloxidation von Kohle bei einer erhöhten Temperatur unter Zuspeisung von trockener teilchenförmiger Kohle und von Sauerstoff zu einer Vergasungszone, wobei diese Vergasungszone mindestens einen Brenner zur 0xidation der Kohle umfaßt, das Verhältnis von Kohle zu Sauerstoff derart ist, daß eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wird, und ein Rohsynthesegas mit einer Temperatur von etwa 1050ºC bis etwa 2200ºC gebildet wird, und der Entzug von Wärmeenergie aus besagtem Synthesegas in besagter Vergasungszone durch indirekten Wärmeaustausch mit Dampf und Wasser bei einer Temperatur von etwa 100ºC bis etwa 350ºC;

b) das Leiten des rohen Synthesegases und der von ihm mitgerissenen klebrigen Teilchen durch eine Abschreckzone;

c) das Eindüsen von einem kühlenden Abschreckgas in besagte Abschreckzone und das Vermischen des kühlenden Abschreckgases mit dem heißen Synthesegas unter turbulenten Strömungsbedingungen, um so mindestens die äußeren Oberflächen der klebrigen Teilchen in einen nicht klebenden Zustand umzuwandeln;

d) das Leiten des rohen Synthesegases von Verfahrensschritt c) in eine Wärmeaustauschzone und der Entzug von Wärmeenergie aus besagtem Synthesegas und dem von ihm mitgerissenen teilchenförmigen Material; und

e) das Entfernen der Teilchen aus besagtem rohen Synthesegas unter Erzeugung eines praktisch teilchenfreien Synthesegases, wobei ein Anteil des Gases zur Kreislaufführung und zum Eindüsen in die Abschreckzone angepaßt wird;

dadurch gekennzeichnet,

daß das die Vergasungszone verlassende rohe Synthesegas geringe Mengen an verdampftem mineralischen Material enthält und besagtes verdampftes mineralisches Material durch Eindüsen des Abschreckgases stromaufwärts von besagter Abschreckzone kondensiert wird; daß die Abschreckzone aus einer langen geraden Rohrleitung besteht, welche an dem stromaufwärts gelegenen Ende der Gasauslaßleitung der besagten Vergasungszone und in Strömungsverbindung damit angeordnet ist, wobei die Länge des geraden Leitungsabschnittes stromabwärts von der Stelle der Eindüsung des Abschreckgases das Fünf- bis Zwanzigfache des Durchmessers der Rohrleitung beträgt und die Masse des in den Strom des rohen Synthesegases eingedüsten Abschreckgases dem 0,5- bis 4-fachen der Masse des Synthesegases entspricht; und wobei die nicht-klebrigen Teilchen sowie das kondensierte verdampfte mineralische Material zusammen mit dem Synthesegas durch die stromabwärts gelegene Wärmeaustauschzone von Verfahrensschritt d) geleitet werden.

2. Das Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschreckgas ein wasserfreies und teilchenfreies Produktgas von niedriger Temperatur ist, welches im Verfahren selbst erzeugt worden ist.

3. Das Verfahren wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom des Abschreckgases von einer Vielzahl von Punkten aus in das rohe Synthesegas eingedüst wird, die im Umkreis desselben gelegen sind, so daß in besagtem Bereich der Gaseindüsung eine Hülle von kühlerem Abschreckgas um den heißen Synthesegasstrom gebildet wird und die klebrigen Teilchen dadurch mitgerissen werden.