DE2729764A1 - Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced - Google Patents

Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced

Info

Publication number
DE2729764A1
DE2729764A1 DE19772729764 DE2729764A DE2729764A1 DE 2729764 A1 DE2729764 A1 DE 2729764A1 DE 19772729764 DE19772729764 DE 19772729764 DE 2729764 A DE2729764 A DE 2729764A DE 2729764 A1 DE2729764 A1 DE 2729764A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ash
fluidized bed
generator
gasification
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19772729764
Other languages
German (de)
Inventor
Jamil Dr Anwar
Friedrich Dipl Ing Dr Boegner
Kuldip Kumar Dipl Ing Sud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DAVY BAMAG GmbH
Original Assignee
DAVY BAMAG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DAVY BAMAG GmbH filed Critical DAVY BAMAG GmbH
Priority to DE19772729764 priority Critical patent/DE2729764A1/en
Publication of DE2729764A1 publication Critical patent/DE2729764A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/482Gasifiers with stationary fluidised bed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093Coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0959Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0969Carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • C10J2300/0976Water as steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1892Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/30Solid combustion residues, e.g. bottom or flyash

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

Gasification of carbonaceous fuels with air and/or O2, steam and CO2 in a fluidised bed generator, in which ash contg. unburnt carbon, taken from the product gas and from the generator, is burnt in a fluidised bed of ash at below the m.pt. of the ash. The combustion gas contg. mostly CO2 is recycled to the generator as a addnl. gasifying agent and heat carrier. Efficiency is improved by almost complete use of the unburnt carbon, and disposal of the ash simplified. Maintenance of the ash bed at below its m.pt. reduces demands made on the construction material, and avoids molten droplets of slag which deposit in the equipment. Unpurified water, e.g. condensate, from the process can be sprayed into the ash during combustion to produce superheated steam for use in the generator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung von kohlen-The invention relates to a method for gasifying coal

stoffhaltigem Material mit Sauerstoff oder Luft oder mit Sauerstoff angereicherter Luft und Wasserdampf und/oder C02 in einem Wirbelschichtgenerator mit einer fieber der Wirbelschicht befindlichen Nachvergasungszone bei Temperaturen im Bereich von etwa 800 bis 1200 OC zu einem Wasserstoff, Kohlenmonoxid und kohlenstoffhaltige Ascheteilchen enthaltenden Produktgas, Abscheidung der Ascheteilchen aus dem Produktgas, Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Asche mit Sauerstoff unter Bildung eines Kohlendioxid enthaltenden Verbrennungsgases und eines im wesentlichen kohlenstofffreien Rückstandes und Einsatz des Verbrennungsgases als weiteres Vergasungsmittel und Wärmeträger in dem Wirbelschichtgenerator.Substance-containing material with oxygen or air or with oxygen enriched air and water vapor and / or C02 in a fluidized bed generator with a post-gasification zone located at high temperatures in the fluidized bed in the range of about 800 to 1200 OC to a hydrogen, carbon monoxide and carbonaceous one Product gas containing ash particles, separation of the ash particles from the product gas, Combustion of the carbon-containing ash with oxygen to form carbon dioxide combustion gas containing and a substantially carbon-free residue and use of the combustion gas as a further gasification agent and heat carrier in the fluidized bed generator.

Bei der Kohlevergasung im Wirbelschichtgenerator nach Winkler werden mit dem rohen Produk-;gas kohlenstoffhaltige Ascheteilchen aus dem Generator ausgetragen, wodurch ein Teil des eingesetzten Kohlenstoffs für die Vergasung verlorengeht. Dieser Verlust ist umso größer, je höher der Aschegehalt der eingesetzten Kohle ist. Da aschereiche Kohlen sich wegen ihres günstigen Preises zur Vergasung besonders eignen, wäre es von Vorteil, die durch den Ascheaustrag bedingte Minderausnutzung der eingesetzten Kohle zu verringern oder sogar zu beseitigen.In coal gasification in a fluidized bed generator according to Winkler Ash particles containing carbon are discharged from the generator with the raw product gas, as a result, part of the carbon used is lost for gasification. This The higher the ash content of the coal used, the greater the loss. There Ash-rich coals are particularly suitable for gasification because of their low price, would it be from Advantage, the underutilization caused by the ash discharge to reduce or even eliminate the coal used.

Der Kohlenstoff in den Vergasungsrückständen liegt teilweise in graphitischer Form vor, der zwar verbrennungsfähig ist, gegenüber einer Vergasung sich jedoch verhältnismäßig reaktions träge verhält, Es sind die folgenden Verfahren bekannt, um den Kohlenstoffgehalt der Flugasche auszunutzen: 1. Die kohlenstoffhaltige Flugasche wird in dem Generator nachgeschalteten Heißzyklonen abgeschieden und in den Generator zurückgeführt. Diese Ascheteilchen werden wegen ihrer geringen Größe sehr schnell wiederum ausgetragen, und da ihr Kohlenstoffgehalt, besonders bei der Vergasung von Steinkohlen, überwiegend als reaktionsträger Graphit vorliegt, läßt sich auch bei mehrfacher Rezirkulation in den Vergaser keine befriedigende Herabsetzung des Kohlenstoffgehalts der Ascheteilchen erreichen.Some of the carbon in the gasification residues is graphitic Form before which is combustible, but compared to gasification is relatively slow to react, the following processes are known, To take advantage of the carbon content of the fly ash: 1. The carbon-containing fly ash is separated in the hot cyclones downstream of the generator and into the generator returned. These ash particles become very fast because of their small size in turn discharged, and since their carbon content, especially during gasification of hard coals, present predominantly as graphite, can also be used with multiple recirculation in the carburetor no satisfactory reduction of the Reach the carbon content of the ash particles.

2. Die aus dem Produktgasstrom abgeschiedenen Ascheteilchen werden zusammen mit einem anderen Brennstoff, z.B. Kohlenstaub, in herkömmlichen Dampferzeugern verbrannt. Der so erzeugte Dampf dient meistens dazu, das bei der Kohlevergasung gebildete Kohlenmonoxid in einer besonderen Anlage zu konventieren oder die Turbinen für die Produktgaskompressoren zu betreiben.2. The ash particles separated from the product gas stream are together with another fuel, e.g. coal dust, in conventional steam generators burned. The steam generated in this way is mostly used for coal gasification formed carbon monoxide in a special plant to conquer or the turbines to operate the product gas compressors.

3. Schließlich ist es bekannt, den abgeschiedenen kohlenstoffhaltigen Flugstaub in einer Schmelzkammer mit Sauerstoff unter Dampfzusatz zu verbrennen und das heiße Verbrennungsgas dem Generator als Vergasungsmittel zuzusetzen. 3. Finally, it is known to contain the deposited carbonaceous Burning flue dust in a melting chamber with oxygen with the addition of steam and add the hot combustion gas to the generator as a gasification agent.

Das Arbeiten oberhalb des Ascheschmelzpunktes, d.h. je nach Zusammensetzung der Asche im Temperaturbereich von 1400 bis 1800 OC, stellt hohe Anforderungen an den Werkstoff der Schmelzkammer. Außerdem müssen Vorkehrungen getroffen werden, um zu vermeiden, daß feine Schlacketröpfchen vom Verbrennungsgas aus der Schmelzkammer ausgetragen werden und in der anschließenden Rohrleitung zu Anbackungen führen. Bei den in der Schmelzkammer herrschenden sehr hohen Temperaturen verdampft ein Teil der Asche und kondensiert wieder in den relativ kälteren Teilen der Anlage in Form eines Aerosols. Die Aerosolteilchen können sehr schwer aus dem Produktgas entfernt werden und verursachen betriebliche Schwierigkeiten in den nachgeschalteten Anlagen, z.B. in Produktgaskompressoren. Working above the ash melting point, i.e. depending on the composition the ash in the temperature range from 1400 to 1800 OC, makes high demands the material of the melting chamber. In addition, precautions must be taken to avoid fine slag droplets from the combustion gas from the melting chamber are discharged and lead to caking in the subsequent pipeline. At the very high temperatures prevailing in the melting chamber, it evaporates Part of the ash and condenses again in the relatively colder parts of the plant in the form of an aerosol. The aerosol particles are very difficult to get out of the product gas are removed and cause operational difficulties in the downstream Systems, e.g. in product gas compressors.

fDie vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Kohlenstoffausnutzung bei der Kohlevergasung in der Wirbelschicht durch Verwertung des Kohlenstoffgehaltes der Asche.The present invention aims to improve carbon utilization in coal gasification in the fluidized bed by utilizing the carbon content the ashes.

Insbesondere soll der Vergasungswirkungsgrad, d.h. das Verhältnis der gebundenen Wärme im Gas zu der gebundenen Wärme in der verbrauchten Kohle durch die Ausnutzung des Kohlenstoffgehaltes der Asche gesteigert werden. Außerdem können auch die aus demßProduktgas entfernten Verunreinigungen umweltneutral beseitigt werden. In particular, the gasification efficiency, i.e. the ratio the bound heat in the gas to the bound heat in the spent coal the utilization of the carbon content of the ash can be increased. Also can the impurities removed from the product gas are also eliminated in an environmentally neutral manner will.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß man die aus dem Produktgas abgeschiedene und die aus dem Wirbelschichtgenerator unmittelbar ausgetragene kohlenstoffhaltige Asche in einer besonderen, im wesentlichen aus ausgebrannter Asche bestehenden Wirbelschicht bei Temperaturen unterhalb des Ascheschmelzpunktes verbrennt. Zur Verbrennung dient vorzugsweise hochprozentiger Sauerstoff. Durch die so erreichte erhöhte Sauerstoffkonzentration und die vergleichsweise höhere Temperatur als in der Vergasungswirbelschicht gelingt es, den Kohlenstoffgehalt der Asche, der etwa bei 20 bis 50 Gew.-% liegt, auf unter 10 Gew.-, vorzugsweise unter 5 Gew.-%, zu verringern.According to the invention, this object is achieved in the method mentioned at the outset solved in that one separated from the product gas and from the fluidized bed generator immediately discharged carbon-containing ash in a special, essentially fluidized bed consisting of burned-out ash at temperatures below the Ash melting point burns. A higher percentage is preferably used for combustion Oxygen. Due to the increased oxygen concentration achieved in this way and the comparatively higher temperature than in the gasification fluidized bed succeeds in reducing the carbon content the ash, which is about 20 to 50% by weight, to less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight.

Da der im. Generator nicht vergaste Kohlenstoff häufig über 10 % des in der eingesetzten Kohle enthaltenen Kohlenstoffes beträgt, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Verbrennung eine wesentliche Verbesserung des Vergasungswirkungsgrades.Since the im. Generator not gasified often over 10% of the carbon is contained in the coal used, results in the Combustion according to the invention a significant improvement in the gasification efficiency.

Der in der Asche enthaltene Kohlenstoff wird zu Kohlendioxid verbrannt, das neben dem Sauerstoff und Wasserdampf als Vergasungsmittel dem Wirbelschichtgenerator zugeführt wird. Zweckmäßigerweise hält man die Temperatur der Aschewirbelschicht in dem Bereich zwischen der Vergasungstemperatur des Generators und der Schmelz- bzw. Sintertemperatur der Asche. Die ausgebrannte Asche wird aus der Aschewirbelschicht abgezogen und nach Ausnutzung ihrer Wärme aus dem Prozess abgestoßen. Die Leerrohrgeschwindigkeit in der Aschewirbelschicht beträgt etwa bis zu 50 % der maximalen Leerrohrgeschwindigkeit in dem Vergasungsreaktor. Die Leerrohrgeschwindigkeit des rohen Produktgases in dem Vergasungsreaktor liegt erheblich über dem Punkt der beginnenden Aufwirbelung und reicht im allgemeinen bis zu etwa 6 m/s in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck.The carbon contained in the ashes is burned to carbon dioxide, that in addition to the oxygen and water vapor as a gasification agent to the fluidized bed generator is fed. The temperature of the fluidized bed ash is expediently maintained in the range between the gasification temperature of the generator and the melting or sintering temperature of the ash. The burnt-out ash is made from the ash fluidized bed withdrawn and repelled from the process after their heat has been used. The conduit speed in the ash fluidized bed is up to about 50% of the maximum superficial velocity in the gasification reactor. The superficial velocity of the crude product gas in the gasification reactor is well above the point of beginning Resuspension and generally ranges up to about 6 m / s depending on the Operating pressure.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens spritzt man Wasser, vorzugsweise verunreinigtes Kondenswasser aus der Produktgaskühlung und Naßentstaubung in die Aschewirbelschicht ein und führt das erzeugte wasserdampfhaltige Verbrennungsgas als Vergasungsmittel und Wärmeträger dem Wirbelschichtgenerator zu. In der Aschewirbelschicht verdampft das eingespritzte Wasser, und die in ihm enthaltenen Verunreinigungen aus der weiteren Verarbeitung des Produktgases, wie z.B. Schwefelverbindungen, Cyanide, feinste Flugasche usw., werden bei den hohen Temperaturen mit dem Sauerstoff verbrannt. Der in der Flugasche enthaltene Schwefel und die im Abwasser enthaltenen Schwefelverbindungen liefern Schwefeldioxid, das mit dem Verbrennungsgas in die Vergasungszone gelangt und dort zu Schwefelwasserstoff reduziert wird, der wiederum mit bekannten Methoden umweltfreundlich beseitigt werden kann. Durch den Einsatz verunreinigter Abwässer in der Aschewi:-belschicht wird somit die Reinigung dieser Wässer zum Zwecke der Wiederverwendung oder Abstoßung vermieden. Durch die Wasserzugabe zu der Aschewirbelschicht wird die Temperatur der Wirbelschicht gedämpft und die Aschetemperatur unter der Sintertemperatur gehalten. Bei dieser Ausführungsform enthält das Verbrennungsgas Wasserdampf, der im Gegensatz zu dem durch die Produktgaswärme in einem Abhitzekessel erzeugten Wasserdampf sehr hoch überhitzt ist und infolgedessen der Vergasung einen erheblichen Teil der benötigten Wärme zuführt, so daß die Sauerstoffzufuhr zum Generator und damit die nur der Wärmeerzeugung dienende Kohleverbrennung verringert werden kann. Demgegenüber ist die Temperatur des Dampfes aus dem mit dem H2S-haltigen Produktgas beheizten Abhitzekessel auf 300 bis 400 OC beschränkt, da eine höhere Dampfüberhitzung durch die Werkstoffeigenschaften des erhitzers begrenzt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren mit Wasserzugabe zur Aschewirbelschicht erlaubt es, den schwer vergasbaren Kohlenstoffgehalt der Asche in Dampf und Kohlendioxid von höherer Temperatur als der Vergasungstemperatur umzuwandeln und so durch Zufuhr dieser Vergasungsmittel zum Vergasungsreaktor die zur Temperaturhaltung der Vergasung erforderliche Verbrennung der Kohle mengenmäßig zu verringern.According to the preferred embodiment of the method according to the invention one splashes water, preferably contaminated condensation water from the product gas cooling and wet dedusting in the ash fluidized bed and introduces the generated water vapor Combustion gas as a gasification agent and heat carrier in the fluidized bed generator to. The injected water and the water in it evaporate in the fluidized ash bed contained impurities from the further processing of the product gas, such as e.g. sulfur compounds, cyanides, the finest fly ash, etc., are used in the high Temperatures burned with the oxygen. The sulfur contained in the fly ash and the sulfur compounds contained in wastewater provide sulfur dioxide, the gets into the gasification zone with the combustion gas and becomes hydrogen sulfide there is reduced, which in turn can be eliminated using known methods in an environmentally friendly manner can. Through the use of contaminated wastewater in the Aschewi: -belschicht becomes hence the purification of these waters for the purpose of reuse or repulsion avoided. The addition of water to the ash fluidized bed increases the temperature the fluidized bed is steamed and the ash temperature is kept below the sintering temperature. In this embodiment, the combustion gas contains water vapor, in contrast to that caused by the product gas heat in generated in a waste heat boiler Water vapor is very highly superheated and, as a result, the gasification is considerable Part of the heat needed, so that the oxygen supply to the generator and so that coal combustion, which only serves to generate heat, can be reduced. In contrast, there is the temperature of the steam from the product gas containing the H2S Heated waste heat boiler is limited to 300 to 400 OC because of higher steam overheating is limited by the material properties of the heater. The inventive Processes with the addition of water to the ash fluidized bed allow the difficult to gasify Carbon content of the ash in steam and carbon dioxide of higher temperature than to convert the gasification temperature and so by supplying this gasification agent to the gasification reactor the combustion required to maintain the temperature of the gasification to reduce the amount of coal.

Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens leitet man Wasserdampf in die Aschewirbelschicht ein und führt ihn nach direkter Überhitzung dem Vergasungsgenerator zu. Dieser Wasserdampf kann beispielsweise im Abhitzekessel durch die fühlbare Wärme des Produktgases erzeugt werden, so daß in der Aschewirbelschicht vom Dampf nur die Überhitzungswärme aufgenommen wird. Auf diese Weise kann eine größere Menge des stark überhitzten Dampfes bereitgestellt werden als wenn der hochüberhitzte Dampf in der Aschewirbelschicht direkt aus Wasser erzeugt wird.According to a further embodiment of the method according to the invention one introduces water vapor into the ash fluidized bed and leads it to more direct Overheating of the gasification generator too. This water vapor can, for example, in Waste heat boilers are generated by the sensible heat of the product gas, so that in In the fluidized bed of ash, only the superheating heat is absorbed by the steam. on In this way, a larger amount of the strongly superheated steam can be provided are as if the highly superheated steam in the ash fluidized bed directly from water is produced.

Nach einer weiteren Pusführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens leitet man Kohlensäure in die Aschewirbelschicht ein und führt sie nach direkter Aufheizung dem Vergasungsgenerator zu. Diese Kohlensäure kann beispielsweise aus dem Produktgas gewonnen werden.According to a further form of implementation of the method according to the invention one introduces carbon dioxide into the ash fluidized bed and leads it to more direct Heating up the gasification generator. This carbon dioxide can, for example, from the product gas can be obtained.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, daß man die Temperatur der Aschewirbelschicht in dem Bereich von etwa 1000 bis 1300 OC hält. Die Temperatur hängt von der Aschezusammensetzung ab. Bei stark alkalischen oder stark sauren Aschen können je nach Zusammensetzung auch erheblich über 1300 OC bis zu 1500 OC liegende Wirbeltemperaturen angewendet werden, ohne daß es zu Sintererscheinungen kommt. Die Temperatur der Aschewirbelschicht kann durch das Verhältnis des eingesetzten H20 und 02 bzw. C02 und 02 eingestellt werden.According to the preferred embodiment of the method according to the invention it is also provided that the temperature of the fluidized bed ash in the area holds from about 1000 to 1300 OC. The temperature depends on the ash composition away. In the case of strongly alkaline or strongly acidic ashes, depending on the composition Vortex temperatures considerably above 1300 OC up to 1500 OC are also used without causing sintering phenomena. The temperature of the ash fluidized bed can be set by the ratio of the H20 and 02 or C02 and 02 used will.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der das Fließbild einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens dargestellt ist.The method according to the invention is described below with reference to the drawing described in more detail in the flow diagram of a plant for carrying out the process is shown.

Dem Vergasungsreaktor 1 wird durch Leitung 2b Kohle im Korngrößenbereich von 0 bis 8 mm zugeführt. In den Unterteil des Reaktors wird durch über den Umfang verteilte Düsen Sauerstoff und Dampf eingeführt. Die Zuführung zu den Düsen erfolgt durch die Sauerstoffleitung 2a und die Dampfleitung 3.The gasification reactor 1 is supplied with coal in the grain size range through line 2b fed from 0 to 8 mm. In the lower part of the reactor is carried out over the perimeter distributed nozzles introduced oxygen and steam. The feed to the nozzles takes place through the oxygen line 2a and the steam line 3.

Außerdem wird dem Generator durch Leitung 13 ein Kohlendioxid/ Wasserdampf-Gemisch zugeführt, das als wärmeträger und Vergasungsmedium dient und dessen Herstellung weiter unten beschrieben ist. In dem Unterteil des Generators 1 bildet sich eine Kohlewirbelschicht la aus, in der ein wesentlicher Teil der durch Leitung 2b zuaeführten Kohle vergast wird. Die grösseren Teilchen der dabei gebildeten kohlenstoffhaltigen Asche fallen durch die Konusspitze in das Austragsorgan (nicht dargestellt) und werden durch Leitung 12 abgezogen. Ein erheblicher Teil der teilvergasten Kohle wird durch das Wirbelmedium aus der Wirbelschicht 1a emporgetragen. Zur weiteren Vergasung des in diesen Teilchen noch enthaltenen Kohlenstoffs wird durch silber den Generatorumfang verteilte Düsen (nicht dargestellt) mittels Leitung 2 Sauerstoff zugeführt. Die Kohlenstoffvergasung setzt sich daher im oberen Teil des Generators fort.In addition, the generator through line 13 is a carbon dioxide / Water vapor mixture supplied, which serves as a heat transfer medium and gasification medium and its production is described below. A is formed in the lower part of the generator 1 Coal fluidized bed la, in which a substantial part of the feed through line 2b Coal is gasified. The larger particles of the carbonaceous particles formed in the process Ashes fall through the cone tip into the discharge device (not shown) and are withdrawn through line 12. A significant part of the partially gasified coal is carried up by the fluidized medium from the fluidized bed 1a. To further Gasification of the carbon still contained in these particles is caused by silver Nozzles (not shown) distributed around the circumference of the generator by means of line 2 oxygen fed. The carbon gasification therefore settles in the upper part of the generator away.

Das den Generator 1 durch Leitung 4 verlassende Gas enthält erhebliche Mengen kohlenstoffhaltige Flugasche, deren gröbster Anteil in dem Heißzyklon 5 aus dem Gas abgeschieden wird.The gas leaving the generator 1 through line 4 contains considerable amounts of gas Quantities of carbon-containing fly ash, the coarsest part of which in the hot cyclone 5 the gas is deposited.

Das mit feineren Ascheteilchen beladene Generatorgas gelangt weiter durch Leitung 7 in den Abhitzekessel 8, in dem eine Abkühlung des Gases auf etwa 150 bis 300 OC und eine weitere Abscheidung von Ascheteilchen erfolgt. Das Gas durchströmt dann einen weiteren, bei 150 bis 300 OC arbeitenden Zyklon 9, in dem der größte Teil der übrigen, im Gas noch enthaltenen Asche abgeschieden wird. Die in dem Heißzyklon 5, Abhitzekessel 8 und dem Zyklon 9 qesammelte Asche wird durch die Leitungen a 6, 8a und 9 abgeführt, vereinigt und gelangt durch Leitung 10 in die Wirbelschichtbrennkamrer 11.The generator gas, which is loaded with finer ash particles, travels on through line 7 in the waste heat boiler 8, in which a cooling of the gas to about 150 to 300 OC and a further separation of ash particles takes place. The gas flows through then another cyclone 9, working at 150 to 300 OC, in which the largest Part of the remaining ash still contained in the gas is deposited. The one in the hot cyclone 5, the waste heat boiler 8 and the cyclone 9 is collected through the lines a 6, 8a and 9 discharged, combined and passed through line 10 in the fluidized bed combustion chamber 11.

In der Brennkammer 11 wird die durch Leitung 10 herangeführte kohlenstoffhaltige Asche und die aus dem Generator 1 direkt ausgetragene, in der mühle 17 zerkleinerte, und durch Leitung 18 herangeführte kohlenstoffhaltige Asche in einer Wirbelschicht 11a mit durch Leitung 16 zugeführten Sauerstoff verbrannt. Neben dem Sauerstoff wird der Wirbelschicht 11a durch Leitung 15 verunreinigtes Abwasser zugeführt, das aus der nicht dargestellten Naßreinigung des Produktgases stammt. In der Wirbelschicht 11a wird der Kohlenstoffgehalt der Asche weitgehend zu Kohlendioxid verbrannt und das eingespeiste Wasser unter Verbrennung bzw. Zersetzung der enthaltenen Verunreiniqungen verdampft. Es entsteht ein im wesentlichen aus Kohlendioxid und Wasserdampf bestehendes Gasgemisch, das gegebenenfalls nach einer nicht dargestellten Abtrennung mitgenommener Ascheteilchen durch Leitung 13 als zusätzliches Vergasungsmedium in den Vergasungsgenerator 1 eingeführt wird.In the combustion chamber 11 is brought up through line 10 carbon-containing Ash and the directly discharged from the generator 1, crushed in the mill 17, and carbonaceous ash supplied through line 18 in a fluidized bed 11a burned with oxygen supplied through line 16. Besides the oxygen the fluidized bed 11a is fed through line 15 contaminated wastewater, the originates from the wet cleaning of the product gas, not shown. In the fluidized bed 11a, the carbon content of the ash is largely burned to carbon dioxide and the water fed in with combustion or decomposition of the contaminants it contains evaporates. The result is one consisting essentially of carbon dioxide and water vapor Gas mixture, possibly entrained after a separation (not shown) Ash particles through line 13 as an additional gasification medium in the gasification generator 1 is introduced.

Die in der Wirbelschicht 11a ausgebrannte Asche wird durch Leitung 14 abgeführt.The ash burned out in the fluidized bed 11a is passed through conduction 14 discharged.

LeerseiteBlank page

Claims (6)

Verfahren zur Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material Patentansprüche 1. Verfahren zur Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material mit Sauerstoff, Luft oder mit 02 angereicherter Luft und Wasserdampf und/oder C02 in einem Wirbelschichtgenerator mit einer über der Wirbelschicht befindlichen Nachvergasungszone bei Temperaturen im Bereich von etwa 800 bis 1200 OC zu einem Wasserstoff, Kohlenmonoxid und kohlenstoffhaltige Ascheteilchen enthaltenden Produktgas, Abscheidung der kohlenstoffhaltigen Ascheteilchen aus dem Produktgas, Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Asche mit Sauerstoff unter Bildung eines Kohlendioxid enthaltenden Verbrennungsgases und eines im wesentlichen kohlenstofffreien Rückstandes und Einsatz des Verbrennungsgases als weiteres Vergasungsmittel und Wärmeträger in dem Wirbelschichtgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus dem Produktgas abgeschiedene und die aus dem Wirbelschichtgenerator unmittelbar ausgetragene kohlenstoffhaltige Asche in einer im wesentlichen aus ausgebrannter Asche bestehenden Wirbelschicht bei Temperaturen unterhalb des Ascheschmelzpunktes verbrennt. Method for the gasification of carbonaceous material claims 1. Process for gasifying carbonaceous material with oxygen, air or with O2 enriched air and water vapor and / or C02 in a fluidized bed generator with a post-gasification zone located above the fluidized bed at temperatures in the range of about 800 to 1200 OC to a hydrogen, carbon monoxide and carbonaceous one Product gas containing ash particles, separation of the carbon-containing ash particles from the product gas, burning the carbonaceous ash with oxygen underneath Formation of a combustion gas containing carbon dioxide and one essentially carbon-free residue and use of the combustion gas as a further gasification agent and heat transfer medium in the fluidized bed generator, characterized in that the separated from the product gas and directly from the fluidized bed generator discharged carbonaceous ash in a substantially burned out Ash existing fluidized bed at temperatures below the ash melting point burns. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser, vorzugsweise verunreinigte Wässer aus der Kühlung und Naßreinigung des Produktgases, in die Aschewirbelsckicht einspritzt und das wasserdampfhaltige Verbrennungsgas als Vergasungsmittel dem Wirbelschichtgenerator zuführt.2. The method according to claim 1, characterized in that one uses water, preferably contaminated water from cooling and wet cleaning of the product gas, is injected into the ash vortex layer and the combustion gas containing water vapor supplies the fluidized bed generator as a gasification agent. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasserdampf in die Aschewirbelschicht einleitet und nach direkter Überhitzung dem Wirbelschichtgenerator zuführt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one Introduces water vapor into the ash fluidized bed and, after direct overheating, the Fluidized bed generator feeds. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlensäure in die Aschewirbelschicht einleitet und nach direkter Aufheizung dem Wirbelschichtgenerator zuführt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that one introduces carbonic acid into the ash fluidized bed and after direct heating feeds the fluidized bed generator. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Aschewirbelschicht in dem Bereich von etwa 1000 bis 1300 OC hält.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the temperature of the fluidized bed ash in the range of about 1000 to 1300 OC holds. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man von dem Verbrennungsgas auf dem Wege von der Aschewirbelschicht zur Kohlevergasungswirbelschicht suspendierte Asche teilchen ohne wesentliche Absenkung der Gastemperatur abtrennt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that one of the combustion gas on the way from the ash fluidized bed to the coal gasification fluidized bed suspended ash particles separated without a significant decrease in the gas temperature.
DE19772729764 1977-07-01 1977-07-01 Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced Pending DE2729764A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772729764 DE2729764A1 (en) 1977-07-01 1977-07-01 Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772729764 DE2729764A1 (en) 1977-07-01 1977-07-01 Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2729764A1 true DE2729764A1 (en) 1979-01-04

Family

ID=6012915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772729764 Pending DE2729764A1 (en) 1977-07-01 1977-07-01 Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2729764A1 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55161888A (en) * 1979-05-31 1980-12-16 Avco Everett Res Lab Inc Gasification of carbonaceous matter
DE3102819A1 (en) * 1980-01-29 1982-02-18 Babcock-Hitachi K.K., Tokyo METHOD FOR RECOVERY OF HEAT IN COAL GASIFICATION AND DEVICE THEREFOR
EP0062363A1 (en) * 1981-04-07 1982-10-13 Metallgesellschaft Ag Process for the simultaneous production of fuel gas and thermal energy from carbonaceous materials
EP0094107A1 (en) * 1982-05-10 1983-11-16 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for depressurizing fly-ash
EP0119648A2 (en) * 1983-03-22 1984-09-26 Metallgesellschaft Ag Process for gasifying solid fuels in a moving bed and a fluidized bed
DE3430219A1 (en) * 1984-08-17 1986-02-27 Carbon Gas Technologie GmbH, 4030 Ratingen Process for gasifying solid fuels
EP0220342A1 (en) * 1985-11-01 1987-05-06 Metallgesellschaft Ag Process for treating an aqueous condensate
EP0227197A2 (en) * 1985-12-27 1987-07-01 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Oxidation of char and slag
EP0227196A2 (en) * 1985-12-27 1987-07-01 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Oxidation of flyash
DE3605971A1 (en) * 1986-02-25 1987-08-27 Carbon Gas Tech Gmbh Process for gasifying solid, carbon-containing material, in dust to piece form
WO1998027182A1 (en) * 1996-12-18 1998-06-25 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Method of gasifying solid fuels in a circulating fluidized bed
EP0908672A1 (en) * 1996-06-25 1999-04-14 Ebara Corporation Method for fusion treating a solid waste for gasification
WO1999035214A1 (en) * 1998-01-09 1999-07-15 Greenpower Engineering & Technologies S.A. A process and apparatus for treating solid fuel materials
WO1999037739A1 (en) * 1998-01-22 1999-07-29 Fioter Oy A method for processing condensed fuel by means of gasification

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55161888A (en) * 1979-05-31 1980-12-16 Avco Everett Res Lab Inc Gasification of carbonaceous matter
DE3102819A1 (en) * 1980-01-29 1982-02-18 Babcock-Hitachi K.K., Tokyo METHOD FOR RECOVERY OF HEAT IN COAL GASIFICATION AND DEVICE THEREFOR
EP0062363A1 (en) * 1981-04-07 1982-10-13 Metallgesellschaft Ag Process for the simultaneous production of fuel gas and thermal energy from carbonaceous materials
JPS57179290A (en) * 1981-04-07 1982-11-04 Metallgesellschaft Ag Simultaneous manufacture of fuel gas and process heat from carbonaceous matter
JPH0466919B2 (en) * 1981-04-07 1992-10-26 Metallgesellschaft Ag
US4701185A (en) * 1982-05-10 1987-10-20 Shell Oil Company Process for separating fly-ash
EP0094107A1 (en) * 1982-05-10 1983-11-16 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for depressurizing fly-ash
EP0119648A3 (en) * 1983-03-22 1985-07-10 Metallgesellschaft Ag Process for gasifying solid fuels in a moving bed and a fluidized bed
EP0119648A2 (en) * 1983-03-22 1984-09-26 Metallgesellschaft Ag Process for gasifying solid fuels in a moving bed and a fluidized bed
DE3430219A1 (en) * 1984-08-17 1986-02-27 Carbon Gas Technologie GmbH, 4030 Ratingen Process for gasifying solid fuels
EP0220342A1 (en) * 1985-11-01 1987-05-06 Metallgesellschaft Ag Process for treating an aqueous condensate
EP0227197A2 (en) * 1985-12-27 1987-07-01 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Oxidation of char and slag
EP0227196A2 (en) * 1985-12-27 1987-07-01 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Oxidation of flyash
EP0227196A3 (en) * 1985-12-27 1988-01-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Oxidation of flyash
EP0227197A3 (en) * 1985-12-27 1988-01-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Oxidation of char and slag
DE3605971A1 (en) * 1986-02-25 1987-08-27 Carbon Gas Tech Gmbh Process for gasifying solid, carbon-containing material, in dust to piece form
EP0908672A4 (en) * 1996-06-25 2000-02-23 Ebara Corp Method for fusion treating a solid waste for gasification
EP0908672A1 (en) * 1996-06-25 1999-04-14 Ebara Corporation Method for fusion treating a solid waste for gasification
US6168425B1 (en) 1996-06-25 2001-01-02 Ebara Corporation Method for fusion treating a solid waste for gasification
WO1998027182A1 (en) * 1996-12-18 1998-06-25 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Method of gasifying solid fuels in a circulating fluidized bed
AU722068B2 (en) * 1996-12-18 2000-07-20 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Method of gasifying solid fuels in a circulating fluidized bed
WO1999035214A1 (en) * 1998-01-09 1999-07-15 Greenpower Engineering & Technologies S.A. A process and apparatus for treating solid fuel materials
AU739245B2 (en) * 1998-01-09 2001-10-04 Greenpower Engineering & Technologies S.A. A process and apparatus for treating solid fuel materials
US6786943B1 (en) 1998-01-09 2004-09-07 Greenpower Engineering & Technologies S.A. Process and apparatus for treating solid fuel materials
WO1999037739A1 (en) * 1998-01-22 1999-07-29 Fioter Oy A method for processing condensed fuel by means of gasification
AU738097B2 (en) * 1998-01-22 2001-09-06 Fioter Oy A method for processing condensed fuel by means of gasification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2556003C2 (en) Process for the production of a Co-rich synthesis gas
DE69330093T2 (en) INTEGRATED METHOD FOR DRYING GAS FUEL
DE4404673C2 (en) Process for the production of fuel gas
US4295864A (en) Process of treating pressurized condensate
EP0075972B1 (en) Process for gasifying solid fuel
DE2729764A1 (en) Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced
DE2262971A1 (en) PROCESS FOR GASIFYING COAL IN A MULTIPLE FLUIDED BED CHAMBERS
DE102005006305B4 (en) Process for the production of combustion and synthesis gases with high-pressure steam generation
DE19925316A1 (en) Process and plant for the autothermal gasification of solid fuels
DE3880253T2 (en) RAW GAS CLEANING.
DE2735565C2 (en) Single-heat process for the generation of reducing gases consisting essentially of carbon oxide and hydrogen for ore reductions and apparatus for its implementation
DE3744565A1 (en) POWER GENERATION SYSTEM AND METHOD FOR USING HYDROPYROLYSIS
DE3020684A1 (en) IMPROVED METHOD FOR GASIFYING CARBONATED SUBSTANCES
DE3220229A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A GAS FLOW RICH IN HYDROGEN AND CARBON MONOXIDE FROM COAL
DE3537758C2 (en)
EP0119648A2 (en) Process for gasifying solid fuels in a moving bed and a fluidized bed
DE3439600C2 (en)
EP1097983A2 (en) Process and plant for the gasification with pre-evaporation of fuels, residual and waste materials
EP1167492A2 (en) Process and apparatus for the production of fuel gas from biomass
DE19730385C2 (en) Method for producing fuel and synthesis gas from fuels and combustible waste and an apparatus for carrying out the method
DE3130031A1 (en) METHOD FOR GASIFYING COAL
DE3878506T2 (en) HIGH TEMPERATURE DESOLUTIONATION OF SYNTHESIS GAS.
DE2650491A1 (en) Energy generating system using fossilised fuel - where fuel is heated and gases desulphurised before use in gas turbine
EP1134272A2 (en) Method and apparatus for gasification of combustible materials
DE2932399C2 (en) Process for the production of carbonization gas, water gas and coke from fine-grain solid fuel

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
OHW Rejection