DE69521528T2

DE69521528T2 - Methode zur überwachung der entfernung von schlacken

Info

Publication number: DE69521528T2
Application number: DE69521528T
Authority: DE
Inventors: Donald Brooker; Samuel Falsetti; Dinh-Cuong Vuong; Kenneth Wolfenbarger
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: CN1077131C; DE69521528D1; EP0800569A1; US5545238A; EP0800569B1; AU683789B2; MX9704860A; EP0800569A4; WO1996020989A1; CN1171808A; TW296351B; JPH10512004A; AU4689096A; ES2158150T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Fortganges und Abschlusses der Entfernung von Schlacken in einem Teiloxidationsreaktor während kontrollierter Oxidation.

Beschreibung des Standes der Technik

Brennstoffe, wie etwa Erdölkoks, Rückstandsheizöle oder andere kontaminierte kohlenwasserstoffhaltige Materialien, die eine Teiloxidation in einen Teiloxidationsreaktor durchlaufen, erzeugen ein Schlacke-Nebenprodukt, das auf der Innenfläche des Reaktors oder am Reaktorauslaß Ablagerungen bis zu einer Menge ansammeln und aufbauen kann, die eine wirksame Teiloxidation verhindert. Periodische Abschaltung des Teiloxidationsreaktors wird dann notwendig, um Schlacke zu entfernen, in einem Prozeß, der üblicherweise als "kontrollierte Oxidation" oder "Entschlackung" bezeichnet wird.
Das schlackeablagernde Material im Brennstoff oder Ausgangsmaterial des Teiloxidationsreaktors liegt als eine Unreinheit oder Verunreinigung vor. Die Beschaffenheit des schlackeablagernden Materials kann in Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial und seinem Ursprung variieren.
Das schlackeablagernde Material besitzt eine schlackebildende Komponente, die ein Element oder eine Verbindung ist, das (die), allein oder in Verbindung mit einem weiteren Material im Reaktor, wie etwa Sauerstoff oder Schwefel, Schlacke bildet. Schlackebildende Elemente schließen Übergangsmetalle, wie etwa Vanadium, Eisen, Nickel, Tantal, Wolfram, Chrom, Mangan, Zink, Cadmium, Molybdän, Kupfer, Cobalt, Platin, Palladium; Alkali- und Erdalkalimetalle, wie etwa Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Strontium oder Barium; und andere einschließlich Aluminium, Silicium, Phosphor, Germanium, Gallium und dergleichen ein. Die Menge an schlackebildenden Elementen im Ausgangsmaterial variiert im allgemeinen von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-%.
Eine typische Charge für einen Teiloxidationsreaktor schließt das Ausgangsmaterial, ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas und alle weiteren Materialien ein, die in den Brenner eintreten können, der im Reaktoreinlaß angeordnet ist. Der Teiloxidationsreaktor wird auch als ein "Teiloxidationsvergaserreaktor" oder einfach ein "Reaktor" oder "Vergaser" bezeichnet und diese Begriffe werden in der Beschreibung austauschbar verwendet.
Jede effektive Brennerkonstruktion kann verwendet werden, obgleich typischerweise ein vertikaler, zylindrisch ausgebildeter Stahldruckbehälter mit einer Reaktionszone bevorzugt ist, welcher vorzugsweise eine refraktorisch ausgekleidete Freiflußkammer mit Abwärtsströmung mit einem mittig angeordneten Einlaß am oberen Ende und einem axial fluchtenden Auslaß am Boden umfaßt.
Diese Reaktoren sind im Stand der Technik gut bekannt, ebenso wie die Teiloxidationsreaktionsbedingungen. Siehe z. B. U.S.-Patente Nm. 4,328,006 und 4,328,008, beide für Muenger et al., U.S.-Patent Nr. 2,928,460 für Eastman et al., U.S.-Patent Nr. 2,809,104 für Strasser et al., U.S.-Patent Nr. 2,818,326 für Eastman et al., U.S.-Patent Nr. 3,544,291 für Schlinger et al., U.S.-Patent Nr. 4,637,823 für Dach, U.S.-Patent Nr. 4,653,677 für Peters et al., U.S.-Patent Nr. 4,872,886 für Henley et al., U.S.-Patent Nr. 4,456,546 für Van der Berg, U.S.-Patent Nr. 4,671,806 für Stil et al., U.S.-Patent Nr. 4,760,667 für Eckstein et al., U.S.-Patent Nr. 4,146,370 für von Herwijner et al., U.S.-Patent Nr. 4,823,741 für Davis et al., U.S.-Patent Nr. 4,889,540 für Segerstrom et al., U.S.-Patent Nrn. 4,959,080 und 4,979,964, beide für Sternling, und U.S.-Patent Nr. 5,281,243 für Leininger.
Die Teiloxidationsreaktion wird unter Reaktionsbedingungen durchgeführt, die ausreichend sind, um eine gewünschte Menge Ausgangsmaterial in Synthesegas oder "Syngas" umzuwandeln. Reaktionstemperaturen liegen typischerweise in einem Bereich von etwa 900ºC bis etwa 2.000ºC, vorzugsweise von etwa 1.200ºC bis etwa 1.500ºC. Drücke liegen typischerweise in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 250, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 200 Atmosphären. Die mittlere Verweilzeit in der Reaktionszone liegt im allgemeinen in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 20 und normalerweise von etwa 1 bis etwa 10 Sekunden.
Das Syngas-Reaktionsprodukt, das den Teiloxidationsreaktor verläßt, schließt im allgemeinen CO, H&sub2;, Dampf, CO&sub2;, H&sub2;S, COS, CH&sub4;, NH&sub3;, N&sub2;, flüchtige Metalle und inerte Gase wie etwa Argon ein. Die spezifische Produktzusammensetzung wird in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und den Reaktionsbedingungen variieren. Nichtgasförmige Nebenprodukte schließen teilchenförmige Materialien ein, im allgemeinen Kohlenstoff und anorganische Asche, von denen viel im Produktstrom mitgerissen und aus dem Reaktor ausgetragen wird. Einige der nicht-gasförmigen Nebenprodukte kommen mit den Innenflächen des Reaktors in Kontakt und haften daran als Schlacke an.
Schlacke ist im wesentlichen geschmolzenes mineralisches Material, wie etwa Asch, das Nebenprodukt des schlackeabscheidenden Materials im Ausgangsmaterial. Schlacke kann auch kohlenstoffhaltige Materialien einschließen wie etwa Ruß. Schlackematerialien schließen auch Oxide und Sulfide von Übergangsmetallen, wie etwa Vanadium, Molybdän, Chrom, Wolfram, Mangan und Palladium, ein, die als wertvolle Nebenprodukte der Schlacke rückgewonnen werden können.
Die geschmolzene Schlacke, die aus dem Reaktor ausströmt, wird im allgemeinen in einer Quenchkammer gesammelt. Schlacke, die sich in der Quenchkammer ansammelt, kann periodisch in Schlackeabfangeinrichtungen hinein ausgetragen werden, wie etwa eine Schleusenkammer oder ein anderes geeignetes Gefäß.
Schlacke, die einen höheren Schmelzpunkt als die Reaktortemperaturbedingungen hat, baut sich im allgemeinen als feste Ablagerungen im Reaktor auf, am häufigsten auf den refraktorischen Oberflächen, die den Reaktor auskleiden. Schlackeablagerungen neigen zur Zunahme, wenn die Vergasungsreaktion fortschreitet, und können sich bis zu einem Niveau aufbauen, bei dem eine Entfernung oder Entschlackung wünschenswert oder notwendig wird.
Wenn die Notwendigkeit nach der Entfernung von Schlacken auftritt, wird die Vergasungsreaktion gestoppt und eine "kontrollierte Oxidation" oder Entschlackung beginnt. Kontrollierte Oxidationsbedingungen im Reaktor werden so eingestellt, daß die angesammelte Schlacke ausgeschmolzen und entfernt wird.
Entschlackung ist auch veranlaßt, wenn ein Schlackeaufbau in der Quenchkammer auftritt. Solch ein Schlackeaufbau in der Quenchkammer kann eine vorzeitige Abschaltung des Teiloxidationsreaktors bewirken, da die Schlacke die Quenchkammer ausfüllen und den Gasweg zum Hals des Reaktors einschränken kann.
Die Schlacke wird im allgemeinen physikalisch entfernt, wie etwa indem sie von den refraktorischen Oberflächen abgemeißelt wird und/oder indem sie aus den Öffnungen oder Durchgängen, die teilweise oder vollständig von der Schlacke blockiert worden sind, herausgebohrt wird. Es erübrigt sich zu erwähnen, daß solche Verfahren der Entfernung von Schlacken den Reaktor beschädigen können und sehr sorgfältig durchgeführt werden müssen.
Um maximale Entschlackungsgeschwindigkeiten zu erreichen, sollte die Vergasertemperatur während der kontrollierten Oxidation bei einer Temperatur von etwa 1.000ºC bis 1.500ºC und vorzugsweise etwa 1.100ºC bis 1.400ºC gehalten werden.
Während der kontrollierten Oxidationsreaktion wird der Partialdruck von Sauerstoff im Vergaser erhöht, um die V&sub2;O&sub3;-Phase mit hoher Schmelztemperatur in die V&sub2;O&sub5;-Phase mit niedrigerer Schmelztemperatur zu überführen. Jegliches freien Sauerstoff enthaltende Gas, das Sauerstoff in einer für die Reaktion während des Teiloxidationsverfahrens geeigneten Form enthält, kann verwendet werden. Typische freien Sauerstoff enthaltende Gase schließen eines oder mehrere der folgenden ein: Luft; mit Sauerstoff angereicherte Luft, womit Luft mit mehr als 21 Mol% Sauerstoff gemeint ist; im wesentlichen reinen Sauerstoff, was mehr als 95 Mol-% Sauerstoff bedeutet; und anderes geeignetes Gas. Üblicherweise enthält das freien Sauerstoff enthaltende Gas Sauerstoff plus andere Gase, gewonnen aus der Luft, aus der Sauerstoff hergestellt worden ist, wie etwa Stickstoff, Argon oder andere Inertgase.
Der Partialdruck von Sauerstoff wird im allgemeinen während der kontrollierten Oxidation von etwa 1,0% bis etwa 10% bei einem Druck von etwa 10-200 Atmosphären im Teiloxidationsreaktor über einen Zeitraum von etwa 2 bis 24 Stunden allmählich erhöht.
Verschiedene Mittel für den Nachweis und die Überwachung der Schlackeakkumulation im Reaktor oder seinem Auslaß sind getestet worden. Die Überwachung von Schlackeaufbau ist wichtig, um zu bestimmen, wann Entschlackung erforderlich ist, und dadurch die Notwendigkeit einer Entschlackung vor einer Reaktorabschaltung vorauszusehen. Es ist auch wichtig, die Entfernung von Schlacke während der Entschlackung oder kontrollierten Oxidation zu überwachen, um den Fortschritt und den Abschluß des Entschlackungsvorganges zu messen.
Schlackeablagerungen können visuell mittels einer Beobachtungsbohrung, die in der Reaktoröffnung angebracht und so angeordnet ist, daß eine Ansicht der Reaktorwände oder des Auslasses bereitgestellt wird, beobachtet werden. Visuelle Beobachtung kann auch mit einer Faseroptik vorgenommen werden, die neben dem Brenner angeordnet ist, um Licht zu registrieren, das von der Schlacke oder dem refraktorischen Material im Reaktorauslaß oder von einer anderen Fläche abstrahlt. Nuklear- oder Sonarnachweis kann ebenfalls verwendet werden, um Variationen in der Schlackedicke zu messen.
Die Verwendung von Thermoelementen, die an verschiedenen Reaktorstellen angebracht sind, kann Information über Variationen in Temperaturmessungen liefern, d. h. ein Temperaturprofil entlang der Reaktorwände, um den Nachweis der Akkumulation von Schlackeablagerungen zu ermöglichen.
Druckveränderung im Reaktor ist ebenfalls gemessen worden, um das Vorhandesein von Schlackeablagerungen zu überwachen, da die zunehmenden Schlackeablagerungen im Reaktorauslaß den Gasdurchfluß durch den Auslaß beschränken und meßbaren Druck im Reaktor aufbauen können. Dementsprechend können Druckabfälle im Reaktor eine Befreiung von Schlackeablagerungen anzeigen, die den Reaktorauslaß verstopfen.
Trotz der Verfügbarkeit bekannter Verfahren zur Überwachung von Schlackeaufbau im Reaktor ist ein wesentlicher Nachteil dieser Verfahren ihr Schwierigkeitsgrad und ihre Kosten, um den Fortschritt und den Abschluß der Entfernung von Schlacken in Teiloxidationsreaktor während kontrollierter Oxidation zu überwachen.
US-A-5,338,489 offenbart ein Verfahren zur Entfernung von Schlacken aus Teiloxidationsreaktoren, bei dem Schlackeaufbau überwacht wird, um zu bestimmen, wann Entschlackung erforderlich ist. Es offenbart auch, daß, wenn Schlacke in einem wäßrigen Medium gesammelt wird, ein Teil der Schlackekomponenten den pH des Wassers verändern kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Überwachung der Entfernung von akkumulierter Schlacke während kontrollierter Oxidationsbedingungen zur Entschlackung eines Teiloxidationsreaktors gemäß Anspruch 1 zur Verfügung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Fortschritt und der Abschluß der Entfernung von Schlacken in einem Teiloxidationsreaktor während kontrollierter Oxidation überwacht werden, indem die Quenchwasser-Parameter, wie etwa pH, Leitfähigkeit, gesamte gelöste Feststoffe und Sulfatkonzentration, gemessen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Teiloxidationsreaktorsystems;
Fig. 2 ein Diagramm, das das Fortschreiten der pH-Messung des Quenchkammerwassers des Teiloxidationsreaktors während kontrollierter Oxidation darstellt;
Fig. 3 ein Diagramm, das das Fortschreiten der Leitfähigkeitsmessung des Quenchkammerwassers des Teiloxidationsreaktors während kontrollierter Oxidation darstellt;
Fig. 4 ein Diagramm, das das Fortschreiten der Messung der gesamten gelösten Feststoffe des Quenchkammerwassers des Teiloxidationsreaktors während kontrollierter Oxidation darstellt;
Fig. 5 ein Diagramm, das die Konzentration an gelöstem Sulfat des Quenchkammerwassers des Teiloxidationsreaktors während kontrollierter Oxidation darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bezug nehmend auf Fig. 1 wird ein Teiloxidationsreaktor 10 mit einem Stahlmantel 12, einem Brenner 14 und einem refraktorischen Material 16, das eine Reaktionskammer 18 bildet, bereitgestellt.
Das Teiloxidationsverfahren liefert rohes Syngas und Schlacke, die unter Gravitationseinfluß auf die Wand 20 der Kammer 18 trifft und nach unten zum Boden der Kammer 18 fließt und durch einen verengten Hals 22 heraus, von dem aus sich ein Tauchrohr 24 in eine Quenchkammer 26 hineinerstreckt, die durch einen unteren Abschnitt des Mantels 12 gebildet wird. Tauchrohr 24 erstreckt sich in einen Pool aus Quenchwasser 28 hinein.
Kühlwasser tritt in eine Leitung 30 ein und strömt in einen Quenchring 32, wo es gegen die Wände des Tauchrohres 24 in den Pool aus Quenchwasser 28 strömt. Während des Teiloxidationsverfahrens dient das Quenchwasser 28 dazu, das rohe Syngas und die Schlacke abzukühlen, und erhöht sich damit in der Temperatur. Ein Teil des erwärmten Quenchwassers 28 tritt durch eine Leitung 34 aus. Das Kühlwasser, das durch die Leitung 30 bereitgestellt wird, und der Anteil an erwärmtem Quenchwasser 28, der durch die Leitung 34 entfernt wird, wird so gesteuert, daß ein gewünschter Pegel 29 des Quenchwassers 28 beibehalten wird.
Die Blasen aus rohem Syngas 31 steigen zu dem Abschnitt der Kammer 26 oberhalb des Wasserpegels 29 auf und werden durch eine Leitung 36 entfernt. Die schwere Schlacke (nicht dargestellt) sinkt zum Boden der Quenchkammer 26 und tritt durch eine Leitung 38 mit einem Ventil 40 aus. Leitung 38 ist verbunden mit Schlackeabfangmitteln, wie etwa einer Schleusenkammer 42, die mit einer Leitung 44, die Ventil 46 aufweist, verbunden ist.
Während normalen Betriebes ist das Ventil 40 offen und die Schlacke geht durch die Leitung 38 hindurch und wird in der Schleusenkammer 42 abgefangen, wenn das Ventil 46 geschlossen ist. Die akkumulierte Schlacke wird durch Schließen des Ventiles 40 und Öffnen des Ventiles 46 entfernt.
Wenn geschmolzene Schlacke zu einem wäßrigen Medium zugegeben wird, wie etwa dem Wasser in der Quenchkammer eines Teiloxidationsreaktors, wird das Vorhandensein der Schlackekomponenten im Quenchwasser den pH des Wassers senken. Der pH des Quenchwassers, in dem die Schlacke akkumuliert, variiert im allgemeinen von etwa 3,0 bis etwa 8,5.
Wenn kontrollierte Oxidationsbedingungen im Teiloxidationsreaktor voranschreiten, wird es zu einem Anstieg in der Schlackemenge kommen, die von den Wänden des Reaktors entfernt wird und sich in der Quenchkammer akkumuliert. Das Absinken des pHs entspricht direkt dem Anstieg der Schlackeentfernung von den Wänden der Reaktionskammer. Der pH wird ansteigen, wenn geringere Mengen Schlacke aus dem Reaktor entfernt werden. Der stetige und konsistente Anstieg des pHs während kontrollierter Oxidationsbedingungen, nachdem der pH ein Minimum erreicht hat, ist ein Anzeichen, daß der Großteil der Schlacke entfernt worden ist und daß der Reaktor zu Teiloxidationsbedingungen zurückkehren kann.
Während kontrollierter Oxidation wird der Sulfidgehalt der Schlacke, die sich in der Quenchkammer des Vergasers oder Teiloxidationsreaktors akkumuliert, zu Sulfat oxidiert und in Quenchwasser gelöst. Die löslichen Sulfat-Ionen im Quenchwasser senken den pH und dienen dadurch dazu, das Entfernen von Schlacke darin zu belegen.
Fig. 2 ist ein Diagramm, welches das pH-Profil oder das Fortschreiten der pH-Messung des Quenchkammerwassers des Teiloxidationsreaktors während kontrollierter Oxidation darstellt. Das Überwachen des pHs des Quenchwassers kann an jeder geeigneten Stelle durchgeführt werden, wie etwa an der Quenchwasserauslaßleitung. Jeder geeignete kommerziell verfügbare pH-Messer mit einer Aufzeichnungseinheit kann für diesen Zweck angepaßt werden und diese Einrichtungen sind den Fachleuten gut bekannt.
Eine typische Installation des pH-Messers ist das übliche in-line-Verfahren, das den Fachleuten gut bekannt ist, welches zwei Ventile auf jeder Seite der pH-Sonde einschließt, die in der Quenchwasserauslaßleitung installiert ist, mit einer Ausweichleitung. Eine Installation dieses Typs ermöglicht einen bequemen Ersatz der pH-Sonde ohne Unterbrechung des Verfahrens. Zusätzlich kann das Signal aus dem pH-Messer mit einem entfernten Aufzeichnungsgerät an einer geeigneten Stelle, wie etwa dem Kontrollraum, verbunden werden, wobei andere Parameter der Teiloxidations- und kontrollierten Oxidationsbedingungen auf die Entfernung an einer zentralen Stelle gemessen, überwacht und kontrolliert werden.
Schlackeakkumulation im Quenchwasser kann auch nachgewiesen werden durch Messung der Leitfähigkeit des Quenchwassers während kontrollierter Oxidation. Wie bereits angegeben, wird der Sulfidgehalt der Schlacke im Vergaser während kontrollierter Oxidation zu Sulfat oxidiert und löst sich im Quenchwasser, wodurch die Leitfähigkeit ansteigt. Der Gehalt an gelöstem Sulfat des Quenchwassers ist die hauptsächliche Schlackekomponente, die die Leitfähigkeit erhöht.
Fig. 3 ist ein Diagramm, welches das Leitfähigkeitsprofil oder das Fortschreiten der Quenchwasser-Leitfähigkeitsmessung während kontrollierter Oxidation darstellt. Der Anstieg der Leitfähigkeit des Quenchwassers während kontrollierter Oxidation ist ein Anzeichen der ansteigenden Menge der Schlackeentfernung aus dem Vergaser. Wenn ein konsistenter und stetiger Abfall der Leitfähigkeitsmessungen auftritt, ist dies ein Anzeichen dafür, daß geringere Mengen Schlacke aus dem Vergaser in das Quenchkammerwasser entfernt werden. Dies ist ein Anzeichen, daß kontrollierte Oxidationsbedingungen die Schlacke effektiv aus dem Reaktor entfernt haben. Jeder geeignete kommerziell verfügbare Leitfähigkeitsmesser mit einer Aufzeichnungseinheit kann zur Messung der Leitfähigkeit des Quenchkamnaerwassers angepaßt werden und seine Installation erfolgt in einer ähnlichen Weise zu derjenigen des pH-Messers.
Ein weiteres Mittel zum Überwachen des Fortschreibens kontrollierter Oxidation ist die Messung der Menge der gesamten gelösten Feststoffe (TDS) im Quenchwasser. Wenn Komponenten der geschmolzenen Schlacke sich im Quenchwasser lösen, wird ein entsprechender Anstieg der Menge der gesamten Feststoffe, die im Quenchwasser gelöst sind, auftreten und dies wird die TDS-Messung erhöhen.
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches das TDS-Profil oder das Fortschreiten der gemessenen gesamten gelösten Feststoffe während kontrollierter Oxidation darstellt. Wenn die TDS- Messung ein Maximum erreicht, ist es ein Anzeichen, daß der Großteil der Schlacke aus dem Reaktor entfernt worden ist. Somit werden, wenn die TDS-Messungen einen konsistenten und stetigen Abfall zeigen, geringere Mengen Schlacke aus dem Reaktor in das Quenchkammerwasser entfernt. Dies spiegelt die Tatsache wider, daß kontrollierte Oxidationsbedingungen den Großteil der Schlacke aus dem Reaktor effektiv entfernt haben, daß die kontrollierten Oxidationsbedingungen gestoppt werden können und daß Teiloxidationsbedingungen im Reaktor wieder aufgebaut werden können.
Jedes geeignete kommerziell verfügbare in-line-Instrument zur Messung der gesamten gelösten Feststoffe kann zur Messung der gesamten gelösten Feststoffe im Quenchwasser angepaßt werden und seine Installation erfolgt in einer ähnlichen Weise zu derjenigen des pH- Messers. Die Methodik zur Messung der gesamten gelösten Feststoffe im Labor ist den Fachleuten ebenfalls bekannt und wird gemäß Test Method 2540C "Standard Methods for the Examination of Waste and Waste Water" (18. Ausgabe 1992, American Public Health Association et al.) durchgeführt, deren Offenbarung durch Bezugnahme mit einbezogen wird.
Ein weiteres Verfahren zur Überwachung der Akkumulation von Schlacke im Quenchwasser während kontrollierter Oxidation erfolgt durch Messung der Sulfatkonzentration des Quenchwa~sers. Die Methodik zum Messen der Sulfatkonzentration im Labor ist den Fachleuten gut bekannt und wird gemäß Test Method 4110B, "Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water" (18. Ausgabe 1992, American Public Health Association et al.) durchgeführt, dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme einbezogen wird.
Die Sulfatkonzentration kann auch durch Ionenchromtographie aus einer kleinen Menge einer Quenchwasserprobe in einer den Fachleuten gut bekannten Art und Weise bestimmt werden.
Instrumentierung zur direkten Messung der Sulfatkonzentration ist ebenfalls verfügbar, sie ist jedoch teurer als pH-Meser, Leitfähigkeitsmesser oder TDS-Instrumentierung.
Wie man in Fig. 5 sehen kann, die ein Diagramm ist, welches das Sulfatkonzentrationsprofil für das Fortschreiten der Sulfatkonzentrationsmessung im Quenchwasser während kontrollierter Oxidation darstellt, ist die Maximierung der Sulfatkonzentration ein Anzeichen für maximale Akkumulation von Schlacke im Quenchwasser. Ein Anzeichen, daß kontrollierte Oxidationsbedingungen beendet werden können, ist, wenn ein konsistenter und stetiger Abfall der Sulfatkonzentration eintritt, nachdem sie ein Maximum erreicht hat, wodurch signalisiert wird, daß der Großteil der Schlacke aus dem Vergaser entfernt worden ist.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung der Entfernung akkumulierter Schlacke während kontrollierter Oxidationsbedingungen zur Entschlackung eines Teiloxidationsreaktors, wobei besagter Reaktor eine Quenchkammer aufweist, die Quenchwasser enthält, wobei sich besagte Schlacke während Teiloxidationsbedingungen akkumuliert, welches umfaßt:

i) Aufbauen kontrollierter Oxidationsbedingungen im Reaktor und Entfernen akkumulierter Schlacke;

ii) Messen wenigstens eines Quenchkammerwasser-Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, die aus pH, Leitfähigkeit, gesamte gelöste Feststoffe und Sulfatkonzentration des Quenchwassers besteht, wobei die Veränderung des gemessenen Wertes jedes der oben identifizierten Parameter unabhängig voneinander der Entfernung akkumulierter Schlacke entspricht;

iii) Sammeln und Aufzeichnen von Daten aus der Messung wenigstens eines der ausgewählten Quenchkammerwasser-Parameter;

iv) Überwachen der aufgezeichneten Daten während kontrollierter Oxidationsbedingungen, um zu bestimmen, wann ein Maximalwert für wenigstens einen Parameter aufgezeichnet wird, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Leitfähigkeit, gesamte gelöste Feststoffe und Sulfatkonzentration besteht, oder wann ein Minimalwert für den pH-Parameter aufgezeichnet wird, wobei ein konsistenter und stetiger Abfall der aufgezeichneten gemessenen Wertmach einem Maximalwert oder ein konsistenter und stetiger Anstieg der aufgezeichneten gemessenen Werte nach einem Minimalwert des ausgewählten Quenchkammerwasser-Parameters ein Anzeichen ist, daß der größte Teil der Schlacke aus dem Reaktor entfernt worden ist; und

v) wobei, nachdem der Maximal- oder Minimalwert des ausgewählten Quenchkammerwasser-Parameters auftritt und der größte Teil der Schlacke aus dem Reaktor entfernt worden ist, die kontrollierten Oxidationsbedingungen beendet und Teiloxidationsbedingungen im Reaktor wiederhergestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke wenigstens ein Oxid und/oder Sulfid eines Übergangsmetalls umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Vanadium, Molybdän, Chrom, Wolfram, Mangan und Palladium besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke Oxide und/oder Sulfide von Vanadium umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kontrollierten Oxidationsbedingungen das Betreiben des Reaktors bei einer Temperatur von etwa 1.000- 1.500ºC und einem Sauerstoffpartialdruck von etwa 1-10% des Reaktordruckes von etwa 10-200 Atmosphären für etwa 2 bis 24 Stunden umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Quenchkammerwasser-Parameter pH ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Quenchkammerwasser-Parameter Leitfähigkeit ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Quenchkammerwasser-Parameter gesamte gelöste Feststoffe ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Quenchkammerwasser-Parameter Sulfatkonzentration ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter durch Installation von Überwachungsausrüstung an einer Quenchwasserauslaßleitung gemessen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter durch Laboranalyse von Quenchwasserproben gemessen werden.