DE2926034C2

DE2926034C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Gas aus festen Brennstoffen mit einem Wirbelbett

Info

Publication number: DE2926034C2
Application number: DE19792926034
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. 4300 Essen Dziobek; Falko Dr.-Ing. 4804 Versmold Strunk
Original assignee: Carbon Gas Technologie 4030 Ratingen De GmbH; Carbon Gas Technologie 4030 Ratingen GmbH
Current assignee: Deutsche Babcock Werke AG
Priority date: 1979-06-28
Filing date: 1979-06-28
Publication date: 1983-12-22
Also published as: DE2926034A1

Description

so Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Gas aus festen Brennstoffen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 und auf eine insbesondere bei einem solchen Verfahren einsetzbare Vorrichtung zur Vergasung von in einem Zyklon abgeschiedenen Partikeln.

Bei den im Hauptpatent angegebenen Verfahren zur Gaserzeugung aus festen Brennstoffen mit Vergasungsmitteln ist ein Wirbelbett vorhanden, aus dem die Rückstände unten ausgetragen und bei dem die im vom

fei Wirbelbett aufsteigenden Gas enthaltenen Feststoffe durch Fliehkraft abgeschieden werden. Diese Feststoffe werden in einer durch gesondert zugeleitete Vergasungsmittel betriebenen, vom Wirbelbett getrennten Nebenreaktion bei einer die Wirbelbett- und die

·>> Schlackenschmelztemperatur übersteigenden Temperatur nachvergast und die dabei entstehenden Reaktionsprodukte dem Wirbelbett zugeführt. Dabei v/erden die Feststoffe innerhalb des Generators ooerhalb des

Wirbelbettes abgeschieden und sofort nachvergast und alle Nachvergasungsprodukte unmittelbar in das Wirbelbett geleitet, wobei die Schmelze sich im Wirbelbett — und gegebenenfalls in einem darunter befindlichem Festbett — bis zum Erstarren abgekühlt Ein solches Verfahren ermöglicht u. a. eine bessere Ausnutzung des im Brennstoff dem Prozeß insgesamt zugeführten Kohlenstoffes, vermindert die Belastung des Gasstromes und gestattet eine günstige Durchführung des Gesamtprozesses. i"

Diese Vorteile werden nach dem im Hauptpatent beschriebenen Verfahren vor allem dadurch erreicht, daß sich dort an den Zyklon eine Nachvergasungskammer anschließt, deren Übergangsbereich zugleich den Auslauf des Zyklons bildet. Im Übergangsbereich ist ein Injektor angebracht, über den von außen her Vergasungsmittel, namentlich überhitzter Wasserdampf und Sauerstoff, zugeführt werden kann, und zwar mit einem Druck, der entsprechend höher als der Druck im Generator ist. Die im Zyklon abgeschiedenen Feststoffe .w werden im Auslauf des Zyklons von dem aus dem injektor austretenden Vergasungsmiuel-Strah! erfaßt und in den Nachvergasungskammern in einem Temperaturbereich von etwa 1300⁰C bis 1500⁰C, d. h. oberhalb des Ascheschmelzpunktes, nachvergast Der gesamte J5 Aschegehalt der Feststoffe wird aufgeschmolzen, wobei er von schon vorhandener flüssiger Schlacke an der Wand der Nachvergasungskammer aufgenommen werden kann, und fällt, in Form von Tropfen in das Wirbelbett hinab. Infolge der Hochtemperatur-Nach- x> vergasung in der Nachvergasungskammer treten also keine trockenen Ascheteilchen auf, die vom Gasstrom aus dem Wirbelbett erfaßt wurden und erneut im Zyklon abgeschieden werden müßten. Weiterhin besteht der Vorteil, daß der Hitzestrahl aus der Nachvergasungskammer das Wirbelbett zusätzlich aufheizt.

Aus »Freiberger Forschungshefte«, A 69 (1957), S. 20/21 ist eine Schmelzkammer bekannt, in der aus einem Winklergenerator mittels eines Zyklons abgeschiedenen und angesammelten Flugstäube unter Zusatz von Dampf oberhalb der Ascheschmelztemperatur außerhalb des Generators verbrannt und die heißen Verbrennungsgase dem Generator wieder zugeführt werden. - Die DE-OS 10 23 844 beschreibt ein entsprechendes Verfahren mit vom Generator getrenn- Ί5 ter Flugstaubverbrennungszone, die aber unterhalb der Ascheschmelztemperatur arbeitet una die Verbrennungsprodukte unter ein fest angeordnetes Koksbett im Generator leitet. Die DE-OS 26 40 180 schließlich beschreibt einen Generator mit aufeinanderfolgender Festbett-, Wirbelschicht- und Staubvergasungszone. wobei die Staubvergasungszone innerhalb des Generators angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren nach dem Hauptpatent noch writer zu verbessern und auszugestalten. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Vorgänge bei der Vergasung der im Zyklon abgeschiedenen Partikel. Des weiteren soll mit der Erfindung eine vorteilhafte Vorrichtung für die bei der Gaserzeugung aus festen Brennstoffen erfolgende Vergasung von in einem Zyklon abgeschiedenen Partikeln geschaffen und im einzelnen günstig ausgebildet werden. Mit alledem im Zusammenhang stehende weitere Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.

Die Erfindung sieh', vor, da3 die im Zyklon abgeschiedenen Partikel angesammelt und aus dieser Ansammlung mittels eines gasförmigen Fördermediums in den Bereich für die Vergasung der Partikel unter Erzeugung einer wenigstens teilweise rotativen Bewegung oder Zirkulationsbewegung in diesem Bereich transportiert werden .und daß Sauerstoff räumlich getrennt vom Fördermedium in den Vergasungsbereich eingeführt wird. Hierdurch wird ein besonders günstiger Ablauf der im Vergasungsbereich der Partikel stattfindenden Reaktionen erzielt Durch die Rotations- bzw. Zirkulationsbewegung werden die Wege der Partikel innerhalb des Vergasungsbereiches verlängert, so daß eine besonders intensive Durchmischung mit Reaktionspartnern eintritt

Vorteilhaft wird zu diesem Zweck das Fördermedium mit den von ihm aufgenommenen Partikeln im wesentlichen sekantial in den Vergasungsbereich eingeführt. Die Sauerstoffzufuhr kann dabei insbesondere zentral erfolgen.

Als Fördermedium kommen alle für den Vergasungsprozeß geeigneten oder erforderlichen gasförmigen Stoffe in Frage, weiche z. B. CO₃, Wasserdampf oder Brenngas mit beliebiger Zusammensetzung sein können. Besonders vorteilhaft ist es, dem erzeugten Produktgas eine Rezirkulationsmenge zu entnehmen, zweckmäßig hinter einer Gasreinigung, und dieses Gas, ggfs. nach entsprechender Verdichtung, als Fördermedium zu verwenden Das im Gesamtprozeß erzeugte Produktgas besteht, je nach Führung des Prozesses, insbesondere vorwiegend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Dies gilt dann auch für das verwendete Rezirkulationsgas. Die Verwendung eines Rezirkulationsgpses hat den Vorteil, daß es gegenüber der Atmosphäre des Zyklons und des Prozesses als nicht reaktionsfähig (quasi inert) zu betrachten ist. Es geht beim Ausströmen in diese Räume keine Reaktionen ein, weil es annähernd die gleiche Analyse aufweist. Einem als Fördermedium für die im Zyklon abgeschiedenen Partikel verwendeten Rezirkuiationsgas kann vorteilhaft Wasserdampf und/ oder Kohlendioxid beigemischt werden.

Das mit den aufgenommenen festen Partikeln aus dem Zyklon beladene Fördermedium, insbesondere Rezirkulationsgas, gelangt in den gesonderten Vergasungsb'-reich, wo der Sauerstoff eingedüst wird, der mit einem Teil des Gases spontan exotherm reagiert, so daß soviel Wärme frei wird, daß sich in diesem Vergasungsbereich eine Temperatur von 1600°C bis 1800⁰C einstellen kann. Diese Temperatur läßt sich über die zugeführte Menge des Sauerstoffs und/oder über Zuführung bestimmter Mengen von Inertgas bzw. Wasserdampf im Fördermedium cder zusätzlich zu diesem sehr genau regeln.

Die Menge des in den Vergasungsbereich eingeführten Sauerstoffs wird bei einer zweckmäßigen Ausführungsweise des Verfahrens unterstöchiometrisch (A < 1) -'cgenüber der angebotenen Gasmenge eingestellt. Es ist dann gewährleistet, daß immer eine vollständige Umsetzung des Sauerstoffs eintri'.t und die theoretische Verbrennungstemperatur der partiellen Verbrennung mit einem Überangebot von Gas, insbesondere Vergasungsmittel, heruntergekühlt wird.

Infolge der hohe.i Temperatur im Bereich der erläuterten V^rbrennungs- und Vergasungsprozesse werden die Aschebestandteile in den flüssigen Phasenzustand gebracht. Durch ein sekantiales Eindüsen des mit den Partikeln beladenen Fördermediums, insbesondere des Rezirkulationsgases, in den Vergasungsbereich werden auch die bereits verflüssigten Schlackentropfen in eine rotierende Bewegung versetzt und durch Zentrifugalkräfte zur Wand der Vergasungskammer

getragen.

Die Erfindung sieht ferner vor, mittels eines ganz oder wenigstens nahezu vollständig aus Vergasungsmittel, insbesondere Wasserdampf, bestehenden Fördermediums so weit wie möglich aus Kohlenstoff bestehende Partikel in den Vergasungsbereich einzubringen und dort zu verbrennen bzw. zu vergasen. Dies ist ganz besonders günstig. Dabei kann dann erfindungsgemäß Sauerstoff auch in stöchiometrischer oder größerer Menge eingeführt werden.

Eine vorteilhafte Vorrichtung mit einem Zyklon und einer diesem zugeordneten Vergasungskammer zur Vergasung von im Zyklon abgeschiedenen Partikeln kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die Vergasungskammer wenigstens einen Einlaß für Sauerstoff und wenigstens eine davon getrennte Einführung für ein mit den im Zyklon abgeschiedenen Partikeln beledenes Förd?nr>?di"^r·.! enthalt, wohei die Einführung wenigstens einen Anschluß für Fördermedium, wenigstens einen in den Weg des Fördermediums mündenden Einlauf für die abgeschiedenen Partikel und einen im wesentlichen sekantial in die Vergasungskammer gerichteten düsenartigen Auslaß aufweist.

Der Auslauf des Zyklons ist vorteilhaft so ausgebildet, daß sich darin die abgeschiedenen Partikel absetzen und 2; dann über eine möglichst kurze Verbindung, vorzugsweise unmittelbar, in den Einlauf einer oder mehrerer Einführungen gelangen. Wenn die Partikel in eine Kammer gefördert werden müssen, in der der Druck im wesentlichen um den Druckverlust des Zyklons höher j« ist als im Auslauf des letzteren, muß das Fördersystem für die Partikel in der Lage sein, diese Druckdifferenz zu überwinden und zugleich die kinetische Energie für den Transport der Partikel aufzubringen. Hierfür geeignete Einführungen können in verschiedener Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Injektor. Bei einer günstigen Ausbildung ist die Einführung nach Art einer Venturidüse ausgebildet. Ein Gasstrom als Fördermedium erfährt in der engsten Stelle einer solchen Düse soweit einen statischen Druckabfall, daß die Partikel infolge ihrer -to Schwerkraft in den Fördergasstrom fallen und von diesem in die Vergasungskammer transportiert werden.

Die Vorrichtung kann sich mit dem Zyklon innerhalb eines zur Gaserzeugung dienenden und ein Wirbelbett enthaltenden Generator-Gefäßes angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, den Zyklon oberhalb oder an anderer Stelle außerhalb des Generator-Gefäßes anzuordnen, wobei sich dann aber zumindest das untere Ende der Vergasungskammer innerhalb des Generator-Gefäßes befindet oder in dasselbe mündet, derart, daß die entstehenden Reaktionsprodukte aus der Vergasungskammer in das Wirbelbett eintreten können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung, aus der Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigt

F i g. 1 einen Generator im vertikalen Längsschnitt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitgehend schematisch,

Fig.2 den sich an das untere Ende eines Zyklons anschließenden Teil der Vorrichtung, teilweise im Schnitt,

Fig.3 einen Schnitt nach der Linie M-IH in Fig.2 und

Fig.4 einen Ausschnitt aus Fig.2 in größerem Maßstab.

Der Generator nach F i g. 1 weist ein den Gesamtreaktionsraum umschließendes Generator-Gefäß G auf.

das eine Wirbelschicht-Vergasungs-Zone Wund darunter eine Festbett-Vergasungs-Zone F enthält. Dies bedeutet, daß in ein und demselben Generator-Gefäß C ein Festbettgenerator Fund ein Wirbelbettgenerator W in Verbindung miteinander vorgesehen sind.

Die Festbett-Vergasungs-Zone F zur Vergasung des Brennstoffes in ruhender oder quasi ruhender Schicht hat die Form eines Schachtes und ist mit einem Drehrost 4 bekannter Art ausgestattet. Mit der Ziffer 5 sind in den Drehrost mündende Zuleitungen für Vergasungsmittel (z. B. Luft oder Sauerstoff und/oder Wasserdampf, je nach dem durchzuführenden Prozeß bzw. dem gewünschten Gas) bezeichnet. Zum Abführen der Vergasungsrückstände aus der Festbett-Vergasungs-Zone Fdient eine Schleuse 6 von bekannter Art.

In der sich an die Festbett-Vergasungs-Zone F anschließenden Wirbelschicht-Vergasungs-Zone Wsind Einlasse 10 für den Brennstoff vorgesehen. Die Brennstoff-Eintrageinrichtungen weisen jeweils eine antreibbare Förderschnecke Il auf, welcher der Brennstoff von einem Vorrat jeweils über eine Schleuse 13 von bekannter Art zugeleitet wird. Statt einer Förderschnecke kann auch eine andere Vorrichtung zum Einbringen des Brennstoffes vorgesehen sein. z. B. eine Rutsche, ein Vibrationsförderer od. dgl.

Unteihalb der Brennstoffeinlässe 10 sind mehrere, jeweilsringförmig über den Umfang verteilt angeordnete Zuleitungen 14 für Vergasungsmittel (z. B. Luft, Sauerstoff. Wasserdampf) angeordnet. Deren in die Zone Wmündenden Einlasse liegen dabei in verschiedenen Höhen, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Dieser die Wirbelschicht-Vergasungs-Zone VV einschließende Teil des Gefäßes G hat einen sich nach oben hin erweiternden, insbesondere konischen Innenquerschnitt. Die Form sowie der obere und der untere Endquerschnitt dieses Teiles sind so gewählt, daß körniger Brennstoff mit gegebenem Kornspektrum unter dem Einfluß des zugeführten Vergasungsmittels sowie auch der aus der Festbett-Vergasungs-Zone F aufsteigenden Gase im Wirbelzustand gehalten wird.

Das Gefäß G ist geschlossen und so ausgebildet, daß die Gaserzeugung unter erhöhtem Innendruck durchgeführt werden kann. Es kann aber auch ohne erhöhten Druck gearbeitet werden. Wenn nur letzteres in Betracht kommt, können ggfs. die Schleusen 6 und 13 entfallen bzw. durch andere Einrichtungen ersetzt werden.

Im oberen Teil des Generator-Gefäßes G ist zentrisch ein Zyklon 60 angeordnet, der in üblicher Weise nach dem Fliehkraftprinzip arbeitet und h: .r zur Abscheidung von Feststoff-Partikeln aus dem von Wirbelbett ^aufsteigenden Gas dient.

Es kann eine nicht dargestellte Einlauf-Vorrichtung vorhanden sein, durch die das mit den Partikeln beladene Gas in den Zyklon 60 eintritt. Das von den abgeschiedenen Teilchen befreite Produktgas verläßt den Generator durch einen in der Mittelachse des Zyklons 60 angeordneten Auslaßstutzen 24.

Unter dem Zyklon 60 ist eine Einrichtung mit einer Vergasungskammer 70 angeordnet, die zur Vergasung von im Zyklon 60 abgeschiedenen festen Partikeln dient Diese aus dem unteren Ende des Zyklons 60 austretenden Partikel sammeln sich in einem Absetzraum 61, der im wesentlichen eine rotationssymmetrische Grundgestalt hat und den über der Vergasungskammer 70 liegenden Raum einnimmt bzw. den Kopfteil der Vergasungskammer umgibt. Mit der Ziffer 71 sind Rohre eines Kühlsystems bezeichnet, dem über einen

Einlaß 72 ein geeignetes Kühlmittel zugeführt werden kann, welches die Rohre im Sinne der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile durchströmt und das System über eine Austrittsleitung 73 verläßt. Mit der Ziffer 62 ist ein Kühlmitteleintritt tür ein zum Zyklon 60 gehörendes Kühlsystem 63 bezeichnet.

Wie Fig. 2 weiterhin erkennen läßt, ist eine von einem Kühlmantel 65 mit nicht besonders dargestelltem Ein- und ,.\jstntt für Kühlmittel umgebene Sauerstoff-Zuleitung 64 von oben her zur Vergasungskammer 70 geführt und zentral angeordnet, d. h. sie liegt in der vertikalen Längsachse L der bei dieser Ausfühiung im wesentlichen zylindrischen Vergasungskammer 70. Die Sauerstoff-Zuleitung weist an ihrem Ende einen sich in die Vergasungskammer 70 erstreckenden Kopf 66 mit Auslaßöffnungen 80 auf, durch die der Sauerstoff in die Vergasungskammer gelangen kann.

Die aus dem Zyklon kommenden, sich im Absetzraum 61 ansammelnden festen Partikel werden durch gleichmäßig über den umfang der Vergasungskammer 70 verteilt angeordnete Einführungen 74 in die Vergasungskammer eingeleitet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Einführung 74 nach Art einer Venturidüse 78 ausgebildet, deren Achse 75 sekantial in die Vergasungskammer 70 gerichtet ist, wie insbesondere F i g. 3 erkennen läßt. Außerdem sind die Einführungen 74 leicht gegenüber der Horizontalen geneigt (F i g. 2). Die Einführungen 74 weisen jeweils einen Anschluß 76 für ein gasförmiges Fördermedium auf, das insbesondere wenigstens teilweise ein im Generator C selbst erzeugtes Gas ist, welches also als Rezirkulanonsgas verwendet wird. Dieses Rezirkulationsgas wird insbesondere im Strömungsweg hinter einer nicht dargestellten Einrichtung zur Gaswäsche entnommen, in die das den Generator durch den Auslaßstutzen 24 verlassende Produktgas gelangt. Dem Rezirkulationsgas kann außerdem Wasserdampf und/

Jede Einführung 74 weist einen Einlauf 77 für die zu vergasenden Partikel auf, der sich an der engsten Stelle der Venturidüse 78 befindet und unmittelbar mit dem darüberliegenden Absetzraum 61 für die abgeschiedenen Partikel in Verbindung steht.

Bei dem im Generator G stattfindenden Vergasungsprozeß gehen die eingeblasenen Vergasungsmittel, z. B. Wasserdampf und Sauerstoff, mit der eingeführten Kohle eine chemische Reaktion ein, insbesondere derart, daß ein Gas produziert wird, das vorwiegend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid besteht. Dieses Gas tritt nach oben aus dem Wirbelbett W aus und nimmt dabei entsprechend der Austrittsgeschwindigkeit auch staubförmige Kohlepartikel mit. Diese werden in dem über dem Wirbelbett W angeordneten Zyklon 60 abgeschieden und sammeln sich im Absetzraum 61.

Der im Zyklon abgeschiedene heiße Staub, der zum Teil aus Kohle und zum Teil aus Asche besteht und durch das Fördermedium durch die Einführungen 74 sekantial in die Vergasungskammer 70 eingeblasen wird, wobei er eine Rotationsbewegung erhält, wird durch Verbrennung mit dem zugeführten Sauerstoff in einer Verbrennungszone des zugeführten Gases, namentlich Rezirkulationgsgases, gleichzeitig weiter aufgeheizt und geht dann mit den umgebenden Gaskomponenten chemische Reaktionen ein. Der Sauerstoff reagiert mit einem Teil des eingeblasenen Gases spontan exotherm, so daß sich in der Vergasungskarr.rner 70 Temperaturen von beispielsweise 1600"C bis 180O⁰C einstellen können. Der Kohlenstoffanteil des mit dem Fördermedium eingeblasenen Staubes wird entsprechend den lokalen Zustandsgrößen und der Zusammensetzung der Gasphase zum Teil direkt verbrennen, und der darüber hinaus verbleibende Anteil wird mit den Verbrennungsprodukten der Gasflamme und ggfs. mit Überschußdampf nach der Bonduard-Reaktionsgleichung und der heterogenen Wassergasgleichung umgesetzt.

Zur gleichen Zeit werden die Aschebestandteile in den flüssigen Zustand gebracht. Durch das sekantiale

ίο Eindüsen des Fördermediums mit dem aufgenommenen Staub in die Vergasungskammer 70 werden nicht nur die Staubpartikel, sondern auch die bereits verflüssigten Schlackentropfen in eine rotierende Bewegung versetzt, so daß die Schlackentropfen durch Zentrifugalkräfte zur Wand der Vergasungskammer getragen werden, an der sie bis zu einer unteren Sammelrinne 79 herablaufen. Letztere weist eine oder mehrere nicht gezeigte Ablauföffnungen auf, aus denen die flüssige Schlacke in das Wirbelbett W herabtropfen kann, auf ihrem Weg

λ) erstarrt, durch das Wirbeibett fäiit und schließlich in fester Form ausgetragen wird. Infolge der Hochtemperatur-Vergasung in der Kammer 70 treten also keine trockenen Ascheteilchen auf, die vom Gasstrom aus dem Wirbelbett W erfaßt werden könnten und erneut im Zyklon abgeschieden werden müßten. Der Auslaß der Kammer 70 ist auf das Wirbelbett W gerichtet. Dies hat u. a. den Vorteil, daß der Hitzestrahl aus der Kammer 70 das Wirbelbett zusätzlich aufheizt.

Die F i g. 4 läßt einige Einzelheiten der Vorrichtung in größerem Maßstab erkennen, so auch den am unteren Ende der vom Kühlmantel 65 umgebenen Sauerstoff-Zuleitung 64 befindlichen Kopf 66. Dieser iit mit beispielsweise zwanzig Austrittsöffnungen 80 versehen. Diese haben vorteilhaft einen relativ kleinen Querschnitt (z. B. einen Durchmesser von wenigen Millimetern), so daß sich düsenartige Auslaßwege ergeben. Dies ist günstig für die Ausbildung der Flamme in der Vergasungskammer 70. Es läßt sich auf diese Weise erreichen, daß der Sauerstoff zumindest bei vollem

«o Betrieb der Vorrichtung und somit entsprechender Menge wenigstens mit Schallgeschwindigkeit austritt.

Bei der Inbetriebnahme der Vergasungskammer wird zunächst zweckmäßig als Fördermedium ein brennbares Gas eingeführt, das extern (z. B. in einem mit Gas betriebenen Rekuperator) auf eine über der Zündtemperatur mit Sauerstoff liegende Temperatur aufgeheizt worden ist. Die Temperatur dieses der Vergasungskammer zugeleiteten Gasstromes wird vor dem Eintritt in die Kammer gemessen und kontrolliert. Erst wenn dieser Gasstrom die vorgegebene Temperatur hat. wird die Zufuhr von Sauerstoff zur Vergasungskammer freigegeben.

Abweichend von der dargestellten Ausführung kann der Generator auch nur als Wirbelbett-Generator (Winkler-Generator) ausgebildet sein, wobei dann in F i g. 1 der untere Teil wegzudenken ist. In diesem Fall ist dann unterhalb des Wirbelbettes eine geeignete Austragvorrichtung für die Vergasungsrückstände vorhanden, z. B. ein flüssiger Schlackenabzug.

Für die konstruktive Ausführung und die Anordnung des Zyklons mit der Nachvergasungs-Einrichtung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Dies gilt auch für die Halterung, Abstützung oder Aufhängung des Zyklons im Generator und für die Anordnung und Anbringung der Leitungen für die verschiedenen Medien. Dazu stehen dem Fachmann geeignete Konstruktionselemente zur Verfügung.
Die Erfindung umfaßt weiterhin auch eine Ausfüh-

rung, bei welcher der Zyklon nicht innerhalb eines Generators angeordnet ist, sondern sich außerhalb des Generator-Gefäßes befindet. Bei solchen und ähnlichen Ausführungen, bei denen der vom Wirbelbett aufsteigende Gasstrom durch geeignete Leituingswege in den

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Zyklon eingeleitet wird, befindet sich jedoch die Vergasungskammer zumindest teilweise, vorteilhaft aber in ihrer Gesamtheit, innerhalb des betreffenden Generator-Gefäßes, namentlich immer so, daß ihr Austritt auf das Wirbelbett hin gerichtet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gaserzeugung aus festen Brennstoffen mit Vergasungsmitteln in einem Wirbelbett, aus dem die Rückstände unten ausgetragen werden und bei dem die im vom Wirbelbett aufsteigenden Gas enthaltenen Feststoffe durch Fliehkraft abgeschieden und in einer durch gesondert zugeleitete Vergasungsmittel betriebenen vom Wirbelbett getrennten Nebenreaktion bei einer die Wirbelbett- und die Schlackenschrnelztemperatur übersteigenden Temperatur nachvergast und die dabei entstehenden Reaktionsprodukte dem Wirbelbett zugeführt werden, wobei die Feststoffe innerhalb des Generators oberhalb des Wirbelbettes abgeschieden und sofort nachvergast werden und alle Nachvergasungsprodukte unmittelbar in das Wirbelbett geleitet werden, wo^Kei die Schmelze sich im Wirbelbett — und gegebenenfalls in einem darunter befindlichem Festbett — bis zum Erstarren abkühlt, nach Patent 27 42 222, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zyklon abgeschiedenen Partikel angesammelt und aus dieser Ansammlung mittels eines gasförmigen Fördermediums in den gesonderten Vergasungsbereicli, unter Erzeugung einer wenigstens teilweiserotativen Bewegung oder Zirkulationsbewegung in diesem, transportiert werden und daß Sauerstoff räumlich getrennt vom Fördermedium in den Vergasungsbereich eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das FöivJermec;<im mit den von ihm aufgenommenen Partikel im wesentlichen sekantial in den Vergasungsbereich eingef hrt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördermedium zumindest teilweise ein im Verfahren erzeugtes Gas als Rezirkulationsgas verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fördermedium Wasserdampf beigemischt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fördermedium Kohlendioxid beigemischt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in den Vergasungsbereich eingeführten Sauerstoffs gegenüber der im Vergasungsbereich angebotenen Gasmenge unterstöchiometrisch eingestellt wird.

7. Vorrichtung zur Verwendung bei der Gaserzeugung aus festen Brennstoffen mittels Wirbelbettoder Wirbelbett- und Festbett-Vergasung in einem Zuführungen für den Brennstoff und für Vergasungsmittel aufweisenden Generator-Gefäß, mit einem Zyklon zum Abscheiden von Partikeln aus dem vom Wirbelbett aufsteigenden Gas und mit einer dem Zyklon zugeordneten Vergasungskainrner mit Vergasungsmittelzuleitung zur Vergasung von im Zyklon abgeschiedenden Partikeln, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergasungskammer (70) wenigstens einen Einlaß (64, 66) für Sauerstoff und wenigstens eine davon getrennte Einführung (74) für ein mit den im Zyklon (60) abgeschiedenen Partikeln beladencs Fördermedium enthält, wobei die Einführung (74) wenigstens einen Anschluß (76) für Fördermedium, wenigstens einen in den Weg des Fördermedium!· müniLnden

Einlauf (77) für die abgeschiedenen Partikel und einen im wesentlichen sekantial in die Vergasungskammer (70) gerichteten Auslaß (78) aufweist

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Einführungen (74) diese regelmäßig über den Umfang der Vergasungskammer (70) verteilt angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung (74) unterhalb eines Absetzraumes (61) für die abgeschiedenen Partikel angeordnet ist, wobei der Einlauf (77) der Einführung (74) mit dem Absetzraum (61) in Verbindung steht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung (74) gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung (74) als Venturidüse (78) ausgebildet ist, wobei sich der Einlauf (77) für die abgeschiedenen Partikel an der engsten Stelle der Venturidüse befindet.

IZ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung (74) als Injektor ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

12, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen im Bereich der Längsmittelachse (L) der Vergasungskammer (70) angeordneten Sauerstoff-Einlaß (64, 66).

14. Vorrichtung nach einem der Anspräche 7 bis

13, gekennzeichnet durch einen mit mehreren, relativ kleinen Austrittsöffnungen (80) versehenen Kopf (66) od. dgl. für das Einführen von Sauerstoff in die Vergasungskammer (70).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

14, gekennzeichnet durch eine von oben her zur Vergasungskammer (70) führende Sauerstoff-Zuleitung (64).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

15, gekennzeichnet durch eine mit Kühlung (65) versehene Sauerstoff-Zuleitung(64).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Vergasungskammer (70) eine Sammelrinne (79) od. dgl. für Schlacke vorgesehen ist.