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EP0333991A1 - Verfahren zum Fördern eines feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffes in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsreaktor - Google Patents

Verfahren zum Fördern eines feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffes in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsreaktor Download PDF

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Publication number
EP0333991A1
EP0333991A1 EP89101157A EP89101157A EP0333991A1 EP 0333991 A1 EP0333991 A1 EP 0333991A1 EP 89101157 A EP89101157 A EP 89101157A EP 89101157 A EP89101157 A EP 89101157A EP 0333991 A1 EP0333991 A1 EP 0333991A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
fuel
container
lock
gasification reactor
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.)
Granted
Application number
EP89101157A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0333991B1 (de
Inventor
Hans-Richard Baumann
Michael Dr. Ing. Kühn
Ulrich Dr. Ing. Meisl
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.)
Krupp Koppers GmbH
Original Assignee
Krupp Koppers 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 Krupp Koppers GmbH filed Critical Krupp Koppers GmbH
Publication of EP0333991A1 publication Critical patent/EP0333991A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0333991B1 publication Critical patent/EP0333991B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/156—Sluices, e.g. mechanical sluices for preventing escape of gas through the feed inlet
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners

Definitions

  • the invention relates to a method for conveying a fine-grained to dust-like fuel in a gasification reactor under increased pressure, in which the fuel to be gasified is brought to gasification pressure in a lock tank by exposure to a gas and from there via an allotment tank to the burners of the carrier gas stream Gasification reactor is supplied, the lock tank is alternately pressurized and relaxed again.
  • the partial oxidation raw gas generated in the gasification reactor is further processed into synthesis gas by the subsequent gas treatment.
  • dust-free and dry carbon dioxide is used as the inert conveying gas, which can possibly also originate from the CO2 scrubbing of the partial oxidation raw gas required for the synthesis gas production.
  • the carbon dioxide used is discharged into the atmosphere after it has left the cyclone filter after appropriate cleaning.
  • the gases displaced from the lock tank and the feed tank during the filling process are returned to the process and added to the partial oxidation raw gas generated before the gas treatment thereof.
  • a partial flow of the already dried and dust-free synthesis gas can preferably be used.
  • a residual gas such as from ammonia synthesis, can also be used for this purpose. If this is a residual gas containing SO2, such as the residual gas containing SO2 and COS from gas treatment, the gas must be kept at a temperature which is significantly above the dew point in order to avoid corrosion. In deviation from the procedure described above, it may be appropriate in this case to add the gas returned to the process directly at the burner in order to safely and completely reduce the SO2 content with the fuel in the reaction zone of the gasification reactor.
  • the nitrogen used as the inert conveying gas is after the delivery and separation of the fuel in the cyclone filter together with the expansion gas from the lock tank and the feed tank of the gas turbine of the downstream Teten gas-steam turbine power plant supplied.
  • a partial stream of the cleaned partial oxidation gas and / or a residual gas can be used as the combustible gas for the loading of the lock container and the supply container and the supply of the fuel to the burners.
  • the fuel supply is interrupted by closing the valve 14 in the line 8 and at the same time the valve 15 in the line 11 is also closed.
  • the lock container 9 is now brought to the same pressure as the supply container 16. This is done by supplying a combustible gas via lines 17 and 18.
  • the combustible gas which has been involved has already been explained above. As can be seen in the figure, this gas is simultaneously in the lock tank from above and below blown in ter 9.
  • the line 17 has a plurality of outlet openings which, in the region of the funnel-shaped taper, open into the lock container 9 and are distributed uniformly over the circumference.
  • the gas supply via lines 17 and 18 can be regulated by valves 19 and 20.
  • valve 25 in the pressure compensation line 26 is opened, so that gas can flow into the lock container 9 in accordance with the fuel outlet.
  • the valve 64 in the line 63 is also opened, so that additional flammable gas can flow through this line to avoid bridging when the fuel flows out of the lock container 9.
  • This gas reduces the bulk density of the fuel-gas mixture by 10 - 20%. Basically, the gas supply is limited so that a fluidized bed-like loosening of the fuel is avoided.
  • the fuel flowing under the influence of gravity into the distribution container 16 displaces the combustible gas located there above the fuel residue, which can escape from the distribution container 16 via the line 27.
  • the majority of the displaced gas is introduced into the lock container 9 via the pressure compensation line 26, while a small part can get into the line 22 with the valve 28 open and from there into the buffer container 29.
  • the proportion of inert gas (CO2 content) in the combustible gas located above the fuel bed in the distribution container 16 decreases after the filling process of the distribution container so far that it only is still about 0.5% by volume.
  • the fuel in the supply container 16 is metered via line 41 to the burners of the gasification reactor 42.
  • This metering does not take place under the influence of gravity, but rather through the pressure difference between the feed tank 16 and the gasification reactor 42 which determines the mass flow.
  • This pressure difference is generated by supplying combustible gas to the feed tank 16 via the lines 43, 44 and 45, the valves 46, 47 and 48 are opened accordingly.
  • the gas flow that is supplied via line 44 covers approximately two thirds of the requirement.
  • the introduction into the allotment container 16 takes place via a plurality of outlet openings which, in the region of the funnel-shaped taper, open out into the allotment container 16 evenly distributed over the circumference.
  • the gas flow in line 45 is used primarily to avoid bridging when the fuel flows out of the supply container 16 this gas flow also achieves a reduction in the bulk density, but a fluidized bed-like loosening of the fuel is to be avoided.
  • the amount of gas supplied through line 43 primarily serves to compensate for the volume when fuel is removed from the supply container 16, unless a corresponding amount of fuel flows in from the lock container 9 at the same time. However, if this is the case, then valve 46 in line 43 generally remains closed.
  • the valve 49 in the connector 50 which connects the supply container 16 to the line 41, is of course open during the removal of fuel from the supply container 16.
  • the flow diagram in FIG. 1 does not show that a filter can be arranged in the gas path between the lock container 9 and the buffer container 29, through which the expansion gases are freed of entrained fuel particles.
  • the filter is then flushed again at the next pressure build-up by the combustible gas flowing into the lock container 9.
  • two or more lock tanks 9 can optionally be provided, which are filled and emptied at different times. As a result, the fuel supply is evened out to the supply container 16, which in this case, like the gasometer 13 and the buffer container 29, is only provided once.
  • the fuel is pneumatically transported from the storage bunker 1 via the line 2 to the cyclone filter 3, in which the fuel is separated from the nitrogen.
  • the nitrogen withdrawn via line 6 is in this The trap is not discharged into the atmosphere, but goes into the gasometer 13.
  • the combustible gas which is displaced via line 11 when filling the lock container 9 reaches the cyclone filter 3 and is introduced together with the nitrogen via line 6 into the gasometer 13 . From this, the gas mixture is withdrawn via line 38.

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Abstract

Bei diesem Verfahren wird der Brennstoff mittels eines inerten Fördergases in einen Zyklonfilter und von dort im Schwerkraftfluß in einen Schleusbehälter gefördert. In diesem wird der Brennstoff durch Beaufschlagung mit einem brennbaren Gas, dessen Inertgasanteil nicht mehr als 1 Vol.-% beträgt, auf Vergasungsdruck gebracht und über einen Zuteilbehälter den Brennern des Vergasungsreaktors zugeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern eines feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffes in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsreaktor, bei dem der zu vergasende Brennstoff in einem Schleusbehälter durch Beauf­schlagung mit einem Gas auf Vergasungsdruck gebracht und von dort über einen Zuteilbehälter mit Hilfe eines Träger­gasstromes den Brennern des Vergasungsreaktors zugeführt wird, wobei der Schleusbehälter wechselweise unter Druck gesetzt und wieder entspannt wird.
  • Für das Fördern von feinkörnigen bis staubförmigen Brenn­stoffen in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungs­reaktor ist die vorstehend beschriebene Arbeitsweise be­reits seit längerer Zeit bekannt. Hierbei wurde bisher das gesamte System vor allem unter Verwendung von Inertgas, insbesondere von Stickstoff, betrieben. Aus der DE-OS 28 31 208 ist ferner eine Variante dieses Verfahrens bekannt, bei dem die Bespannung des Schleusbehälters mit Stickstoff oder technischem Kohlendioxid erfolgt, während als Fördergas für den Transport des Brennstoffes vom Zu­teilbehälter zu den Brennern des Vergasungsreaktors ein brennbares Gas verwendet wird, bei dem es sich auch um ein Gas aus eigener Erzeugung handeln kann. In gleicher Weise arbeitet auch das in der EP-PS 0 101 098 beschriebene Ver­fahren, wobei als brennbares Gas Synthesegas oder ein Rest­gas aus einer Kohlenwasserstoffsynthese verwendet werden soll.
  • Die Tatsache, daß in diesem Falle der Schleusbehälter mit inertem Gas und der Zuteilbehälter mit brennbarem Gas be­aufschlagt wird, führt dazu, daß während des Füllvorganges aus diesen Behältern ein Mischgas verdrängt wird, welches neben inerten Gasbestandteilen auch brennbare Gasbestand­teile enthält. Die weitere Nutzung dieses Gases, z.B. in der Kohleaufbereitungsanlage, wird deshalb durch die in diesem Falle erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen erschwert. Ebenso ist es aus Sicherheitsgründen nicht ohne weiteres möglich, dieses Gas in die Atmosphäre abzuleiten. Der hohe Gehalt an inerten Gasbestandteilen macht es aber auch prak­tisch unmöglich, dieses Gas ohne den Einsatz von Zusatz­brennstoffen durch Verbrennung zu vernichten oder zu ver­werten.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Ver­fahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuent­wickeln, daß die vorstehend beschriebenen Nachteile ver­mieden werden und gleichzeitig eine vollständige Rückfüh­rung aller während des Füllvorganges aus den Behältern verdrängten Gase ermöglicht wird.
  • Das der Lösung dieser Aufgabe dienende Verfahren ist erfin­dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit­tels eines inerten Fördergases von der Aufbereitungsanlage in einen Zyklonfilter mit erweitertem Abscheideraum geför­dert und von dort im Schwerkraftfluß in den Schleusbehäl­ter gelangt, wobei für die Beaufschlagung des Schleusbe­hälters und des Zuteilbehälters sowie die Zuführung des Brennstoffes zu den Brennern des Vergasungsreaktors ein brennbares Gas verwendet wird, dessen Inertgasanteil nicht mehr als 1 Vol.-% beträgt.
  • Das heißt, beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der iner­te, nahezu drucklose Gasbereich eindeutig vom brennbaren Gasbereich getrennt, wobei die Verwendung von brennbarem Gas auch für die Beaufschlagung des Schleusbehälters vor­gesehen ist, und inertes Gas nur im nahezu drucklosen Be­reich verwendet wird. Bei der erfindungsgemäßen Arbeits­weise gelangt daher entsprechend dem jeweils angewandten Druck nur sehr wenig inertes Gas aus dem Schleusbehälter in den Zuteilbehälter, so daß auf ein Spülen des Zuteilbe­hälters zwischen den einzelnen Befüllungsvorgängen ver­zichtet werden kann. Wegen des geringen Inertgasanteiles ist es auch möglich, die während des Füllvorganges aus den Behältern verdrängten Gase in den Prozeß zurückzu­führen. In welcher Weise das geschieht, hängt von der Art der Verwendung des im Vergasungsreaktor erzeugten Partialoxidationsgases ab.
  • Grundsätzlich sind für die Durchführung des erfindungs­gemäßen Verfahrens zwei Varianten möglich:
  • Bei der ersten Variante wird das im Vergasungsreaktor er­zeugte Partialoxidationsrohgas durch die nachfolgende Gas­behandlung zu Synthesegas weiterverarbeitet. In diesem Falle verwendet man als inertes Fördergas staubfreies und trockenes Kohlendioxid, das gegebenenfalls auch aus der für die Synthesegaserzeugung erforderlichen CO₂-Wäsche des Partialoxidationsrohgases stammen kann. Das verwendete Kohlendioxid wird dabei nach dem Austritt aus dem Zyklon­filter nach entsprechender Reinigung in die Atmosphäre ab­gestoßen. Die während des Füllvorganges aus dem Schleusbe­hälter und dem Zuteilbehälter verdrängten Gase werden da­gegen in den Prozeß zurückgeführt und dem erzeugten Parti­aloxidationsrohgas vor dessen Gasbehandlung zugesetzt. Als brennbares Gas für die Beaufschlagung des Schleusbehälters und des Zuteilbehälters sowie für die Zuführung des Brenn­stoffes zu den Brennern kann hierbei vorzugsweise ein Teil­strom des erzeugten, bereits getrockneten und staubfreien Synthesegases verwendet werden. Es kann für diesen Zweck aber auch ein Restgas, wie z.B. aus der Ammoniaksynthese, zum Einsatz gelangen. Sofern es sich hierbei um ein SO₂-­haltiges Restgas handelt, wie z.B. das SO₂- und COS-halti­ge Restgas aus der Gasbehandlung, muß das Gas zwecks Ver­meidung von Korrosion auf einer Temperatur gehalten werden, die deutlich über dem Taupunkt liegt. In Abweichung von der weiter oben beschriebenen Arbeitsweise kann es in die­sem Falle zweckmäßig sein, das in den Prozeß zurückgeführ­te Gas direkt am Brenner zuzusetzen, um den SO₂-Anteil mit dem Brennstoff in der Reaktionszone des Vergasungsreak­tors sicher und vollständig zu reduzieren.
  • Bei der zweiten Variante wird das im Vergasungsreaktor er­zeugte Partialoxidationsgas als Brenngas für die Gasturbi­ne eines nachgeschalteten Gas-Dampfturbinenkraftwerkes benutzt. Bei dieser Arbeitsweise steht nicht die Entlastung des Vergasungsprozesses von inertem Ballastgas im Vorder­grund, sondern die Verringerung der Verdichterleistung für die im System benötigten Gase. Deshalb wird in diesem Falle Stickstoff als inertes Fördergas verwendet. Hierbei kann es sich vorzugsweise um relativ unreinen Stickstoff mit einem Sauerstoffgehalt von 3 - 5 Vol.-% handeln, der als Nebenprodukt in der Luftzerlegungsanlage anfällt, die den für die Vergasung benötigten Sauerstoff liefert. Der als inertes Fördergas verwendete Stickstoff wird nach der För­derung und Abscheidung des Brennstoffes im Zyklonfilter gemeinsam mit dem Entspannungsgas aus dem Schleusbehäl­ter und dem Zuteilbehälter der Gasturbine des nachgeschal­ teten Gas-Dampfturbinenkraftwerkes zugeführt. Als brenn­bares Gas für die Beaufschlagung des Schleusbehälters und des Zuteilbehälters sowie die Zuführung des Brenn­stoffes zu den Brennern kann in diesem Falle ein Teil­strom des gereinigten Partialoxidationsgases und/oder ein Restgas verwendet werden.
  • Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens er­geben sich aus den vorliegenden Unteransprüchen und sol­len nachfolgend an Hand der in den Abbildungen dargestell­ten Fließschemata erläutert werden. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1 ein Fließschema für die Verfahrensvariante, bei der das erzeugte Partialoxidationsrohgas zu Synthesegas weiterverarbeitet werden soll und
    • Fig. 2 ein Fließschema für die Verfahrensvariante, bei der das erzeugte Partialoxidationsrohgas als Brenngas für die Gasturbine eines nachge­schalteten Gas-Dampfturbinenkraftwerkes ver­wendet werden soll.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fließschema wird der feinkrönige bis staubförmige Brennstoff aus dem Vorrats­bunker 1 der Aufbereitungsanlage über die Leitung 2 mit­tels Kohlendioxid als inertem Fördergas pneumatisch bei einem niedrigen Druck von 2 - 4 bar in den Zyklonfilter 3 gefördert. Der Zyklonfilter 3 weist dabei einen erwei­terten Abscheideraum 4 auf. Das für die Förderung benötig­te Kohlendioxid wird über die Leitung 5 in das System ein­geführt und verläßt den nahezu drucklos arbeitenden Zy­konfilter 3 über die Leitung 6. Nach Passieren eines Filters 7 oder eines Molekularseals kann es in die Atmosphäre abgelassen werden. Der im Abscheideraum 4 nahe­zu drucklos gesammelte und durch ständige Nachförderung ergänzte Brennstoff gelangt mittels Schwerkraftfluß uber die Leitung 8 in den nahezu drucklosen Schleusbehälter 9. Zur Vermeidung von Brückenbildung am Auslauf des Abscheide­raumes 4 wird über die Leitung 10 zusatzliches Kohlendioxid in den Bereich des Auslaufes eingeblasen. Während des Füll­vorganges herrscht im Schleusbehälter 9 praktisch kein Überdruck. Der Behälter ist jedoch mit brennbarem Gas ge­füllt, das durch den einfallenden Brennstoff verdrängt wird und über die Leitung 11 abfließt. Dieses verdrängte Gas gelangt nach Abreinigung im Filter 65 über die Lei­tung 12 in den Gasometer 13, der bei leichtem Überdruck arbeitet. Dieser Überdruck muß allerdings immer etwas nie­driger sein als der Betriebsdruck im Zyklonfilter 3, da­mit niemals brennbares Gas im Gegenstrom zum Brennstoff aus dem Schleusbehälter 9 in den Abscheideraum 4 und den damit verbundenen Zyklonfilter 3 gelangt. Es wird jedoch eine systembedingte Verunreinigung des über die Leitung 11 abgezogenen brennbaren Gases mit bis zu 25 Vol.-% Kohlen­dioxid zugelassen.
  • Nachdem der Schleusbehälter 9 im erforderlichen Maße mit Brennstoff gefüllt worden ist, wird die Brennstoffzufuhr durch Schließen des Ventils 14 in der Leitung 8 unter­brochen und gleichzeitig auch das Ventil 15 in der Lei­tung 11 geschlossen. Der Schleusbehälter 9 wird nun auf Druckgleichheit mit dem Zuteilbehälter 16 gebracht. Dies erfolgt durch Zufuhr eines brennbaren Gases über die Lei­tungen 17 und 18. Um was für ein brennbares Gas es sich hierbei handeln kann, ist bereits weiter oben erläutert worden. Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, wird dieses Gas gleichzeitig von oben und unten in den Schleusbehäl­ ter 9 eingeblasen. Die Leitung 17 weist dabei mehrere Aus­trittsöffnungen auf, die im Bereich der trichterförmigen Verjüngung gleichmäßig über den Umfang verteilt in den Schleusbehälter 9 münden. Die Gaszufuhr über die Leitun­gen 17 und 18 kann durch die Ventile 19 und 20 geregelt werden. Durch diese Gaszufuhr wird das im Schleusbehälter 9 nach Beendigung des drucklosen Füllvorganges vorhandene Gasgemisch, das noch maximal 25 Vol.-% CO₂ enthalten kann, durch das zugeführte brennbare Gas so stark verdünnt, daß der Inertgasanteil (CO₂-Anteil) schließlich bei den für das Verfahren üblichen Betriebsdrücken nicht mehr als 1 Vol.-% beträgt. Sobald der Druck im Schleusbehälter 9 nahezu dem Druck im Zuteilbehälter 16 entspricht, wird das Ventil 19 in der Leitung 17 geschlossen und der Fein­ausgleich der Druckregelung erfolgt über das Ventil 20 in der Leitung 18 für die Gaszufuhr und das Ventil 21 in der Leitung 22 für die Gasabfuhr. Für die Entleerung des Schleusbehälters 9 wird das Ventil 23 in der Leitung 24 geöffnet. Ebenso wird das Ventil 25 in der Druckausgleichs­leitung 26 geöffnet, so daß entsprechend dem Brennstoff­auslauf Gas in den Schleusbehälter 9 nachströmen kann. So­bald die Ventile 23 und 25 geöffnet sind und Brennstoff aus dem Schleusbehälter 9 fließt, wird auch das Ventil 64 in der Leitung 63 geöffnet, so daß durch diese Leitung zu­sätzlich brennbares Gas zur Vermeidung einer Brückenbil­dung beim Auslauf des Brennstoffes aus dem Schleusbehälter 9 strömen kann. Dieses Gas bewirkt dabei eine Verringerung der Schüttdichte des Brennstoff-Gasgemisches um 10 - 20 %. Grundsätzlich wird die Gaszufuhr jedoch so begrenzt, daß eine wirbelbettähnliche Auflockerung des Brennstoffes ver­mieden wird.
  • Der unter dem Einfluß der Schwerkraft in den Zuteilbehäl­ter 16 fließende Brennstoff verdrängt das dort über der Brennstoffrestschüttung befindliche brennbare Gas, das über die Leitung 27 aus dem Zuteilbehalter 16 entweichen kann. Die Hauptmenge des verdrängten Gases wird über die Druckausgleichsleitung 26 in den Schleusbehälter 9 einge­leitet, während ein kleiner Teil bei geöffnetem Ventil 28 in die Leitung 22 und von dort in den Pufferbehälter 29 ge­langen kann. Infolge Vermischung des im Schleusbehälter 9 nach dem Druckaufbau befindlichen Gases mit dem über die Druckausgleichsleitung 26 zugeführten Gasstrom verringert sich der Inertgasanteil (CO₂-Anteil) in dem über der Brenn­stoffschüttung im Zuteilbehälter 16 befindlichen brennba­ren Gas nach Beendigung des Füllvorganges des Zuteilbe­hälters soweit, daß er nur noch ca. 0,5 Vol.-% beträgt. Nach vollständiger Entleerung des Schleusbehälters 9 wer­den die Ventile 20, 23, 25 und 64 geschlossen, während gleichzeitig das Ventil 21 zur Entspannung des Schleusbe­hälters 9 in den Pufferbehälter 29 geöffnet wird. Vor der Entspannung des Schleusbehälters 9 herrscht im Pufferbe­hälter 29 ein Druck, der ca. 15 % des Druckes im Schleus­behälter 9 entspricht. Durch die Entspannung wird der Druck im Schleusbehälter 9 um ca. 66 % auf z.B. 9 bar ab­gesenkt. Der überwiegende Teil des brennbaren Gases aus dem Schleusbehälter 9 wird daher bei hohem Druckniveau zurückgewonnen und kann über die Leitung 30 aus dem Puf­ferbehälter 29 abgezogen werden. Nach entsprechender Ver­dichtung im Verdichter 31 wird das Gas über die Leitung 32 dem erzeugten Partialoxidationsrohgas vor der Gasbehand­lung 33 zugesetzt. Als letzter Schritt zur Entspannung des Schleusbehälters 9 wird das Ventil 15 in der Leitung 11 geöffnet und das restliche Gas mit überwiegend brennba­ren Bestandteilen über den Filter 65 und die Leitung 12 in den Gasometer 13 geleitet. Der im Filter 65 abgeschie­dene Brennstoffstaub wird durch einen Teilstrom des Kohlen­dioxids aus der Leitung 5, der über die Leitung 34 zuge­führt wird, in den Schleusbehälter 9 zurückgeführt. Hier­zu wird das Ventil 37 in der Leitung 36 vorübergehend ge­öffnet, wenn der Schleusbehälter 9 vor dem Befüllen gerade drucklos ist. Das im Gasometer 13 gesammelte Gas kann über die Leitung 38 abgezogen und dem Verdichter 39 zugeführt werden, der auf gleicher Welle mit dem Verdichter 31 läuft. Anschließend wird dieses Gas über die Leitung 40 dem Gas­strom in der Leitung 30 zugesetzt. Gegebenenfalls kann das über die Leitung 38 abgezogene Gas über die Leitung 66 ganz oder teilweise auch einer anderen Verwendung, z.B. als Brenngas, zugeführt werden.
  • Der im Zuteilbehälter 16 befindliche Brennstoff wird über die Leitung 41 zu den Brennern des Vergasungsreaktors 42 dosiert. Diese Dosierung erfolgt dabei nicht unter dem Einfluß der Schwerkraft, sondern durch die den Massenstrom bestimmende Druckdifferenz zwischen dem Zuteilbehälter 16 und dem Vergasungsreaktor 42. Diese Druckdifferenz wird durch die Zufuhr von brennbarem Gas in den Zuteilbehäl­ter 16 über die Leitungen 43, 44 und 45 erzeugt, wobei die Ventile 46, 47 und 48 entsprechend geöffnet werden. Der Gasstrom, der über die Leitung 44 zugeführt wird, deckt hierbei ca. zwei Drittel des Bedarfs. Die Einlei­tung in den Zuteilbehälter 16 erfolgt dabei über mehrere Austrittsöffnungen, die im Bereich der trichterförmigen Verjüngung über den Umfang gleichmäßig verteilt in den Zuteilbehälter 16 münden. Der Gasstrom in der Leitung 45 dient vor allem zur Vermeidung von Brückenbildungen beim Auslauf des Brennstoffes aus dem Zuteilbehälter 16. Durch diesen Gasstrom wird auch eine Verringerung der Schütt­dichte erreicht, wobei jedoch eine wirbelbettähnliche Auflockerung des Brennstoffes vermieden werden soll. Die durch die Leitung 43 zugeführte Gasmenge dient in erster linie zum Ausgleich des Volumens bei der Entnahme von Brennstoff aus dem Zuteilbehälter 16, wenn nicht gleichzeitig eine entsprechende Brennstoffmenge aus dem Schleusbehälter 9 nachströmt. Wenn dies jedoch der Fall ist, dann bleibt das Ventil 46 in der Leitung 43 in der Regel geschlossen. Das Ventil 49 im Anschlußstück 50, das den Zuteilbehälter 16 mit der Leitung 41 verbindet, ist während der Brennstoffentnahme aus dem Zuteilbehäl­ter 16 selbstverständlich geöffnet.
  • Das im Vergasungsreaktor 42 erzeugte Partialoxidationsroh­gas wird im Abhitzekessel 51, der mit dem Vergasungsreak­tor 42 eine bauliche Einheit bildet, gekühlt und gelangt dann über die Leitung 52 in die einzelnen Stufen der Gas­behandlung 33, in denen die Umwandlung des Partialoxidati­onsgases in Synthesegas erfolgt. Da es sich hierbei um an sich bekannte und in der Technik allgemein übliche Ver­fahrensschritte handelt, die nicht Gegenstand der vorlie­genden Erfindung sind, braucht hierauf nicht näher einge­gangen zu werden. Das erzeugte Synthesegas wird über die Leitung 53 abgezogen und seiner weiteren Verwendung zuge­führt. Ein Teilstrom dieses Gases kann hierbei über die Leitung 54 abgezweigt werden. Dieser Teilstrom wird durch stufenweise Verdichtung in den Verdichtern 55 und 56 auf den erforderlichen Druck gebracht und gelangt anschließend über die Leitung 57 zur Leitung 58, von der die Leitun­gen 17, 18, 63, 43, 44 und 45 abgehen.
  • Alternativ kann beispielsweise auch das SO₂- und COS-halti­ge Restgas aus der Gasbehandlung 33 über die Leitung 59 den Verdichtern 55 und 56 zugeführt und danach in der vor­stehend beschriebenen Weise in den Prozeß zurückgeführt werden. Der Wärmetauscher 60 dient dabei der erforderli­chen Temperatureinstellung des rückgeführten Gasstromes. Durch die Leitung 61 wird der für die Vergasung erforder­liche Sauerstoff bzw. ein Sauerstoff-Wasserdampfgemisch in den Vergasungsreaktor 42 eingeleitet. Die Brenner des Vergasungsreaktors 42 sind so konstruiert, daß sie ein Rückströmen des Sauerstoffs bzw. des Sauerstoff-Wasser­dampfgemisches in die Leitung 41 nicht zulassen. Auf Ein­zelheiten des Vergasungsreaktors 42 braucht hier nicht näher eingegangen zu werden, da es sich hierbei ebenfalls um eine bekannte Konstruktion handeln kann. Vorzugsweise wird man einen Reaktortyp wählen, bei dem die Vergasung in einer Flugstaubwolke erfolgt.
  • Während des Anfahrens der Anlage steht normalerweise kein Synthesegas oder Restgas und auch kein Kohlendioxid zur Verfügung. Die Versorgung des Schleussystems erfolgt dann vorübergehend mit Stickstoff, der über die Leitung 62 zu­geführt wird. Während der Anfahrphase wird dabei die Gas­zufuhr zum Gasometer 13 und zum Pufferbehälter 29 gesperrt und die Entspannungsgase werden abgefackelt.
  • Im Fließschema in Fig. 1 ist nicht dargestellt, daß im Gasweg zwischen dem Schleusbehälter 9 und dem Pufferbe­hälter 29 ein Filter angeordnet sein kann, durch das die Entspannungsgase von mitgerissenen Brennstoffteilchen befreit werden. Das Filter wird dann beim nächsten Druck­aufbau durch das in den Schleusbehälter 9 strömende brenn­bare Gas wieder freigespült. Im Fließschema ist außerdem nicht dargestellt, daß bei Verwendung eines großen Ver­gasungsreaktors 2 mit Durchsatzleistungen von > 10 t Brennstoff pro Stunde gegebenenfalls auch zwei oder mehr Schleusbehälter 9 vorgesehen sein können, die zeitlich zueinander versetzt befüllt und entleert werden. Dadurch vergleichmäßigt sich die Brennstoffzufuhr zum Zuteilbehal­ter 16, der auch in diesem Falle ebenso wie der Gasome­ter 13 und der Pufferbehälter 29 nur einmal vorgesehen ist.
  • Fig. 2 zeigt das Fließschema für die Verfahrensvariante, bei der das erzeugte Partialoxidationsrohgas als Brenngas für die Gasturbine eines nachgeschalteten Gas-Dampfturbi­nenkraftwerkes genutzt werden soll. Dieses Fließschema stimmt im wesentlichen mit dem Fließschema in Fig. 1 überein, und gleiche Bezugszeichen haben in beiden Fließ­schemata selbstverständlich die gleiche Bedeutung. Daher kann auf eine eingehende Erläuterung dieses Fließschemas unter Hinweis auf die vorstehenden Ausführungen verzich­tet werden. Da in diesem Falle nicht die Entlastung des Vergasungsprozesses von inerten Ballaststoffen, sondern eine Verringerung der Verdichterleistung im Vordergrund steht, wird hier Stickstoff als inertes Fördergas über die Leitung 5 in das System eingespeist. Hierbei kann es sich vorzugsweise um unreinen Stickstoff mit einem Sauer­stoffgehalt von 3 - 5 Vol.-% handeln, der als Nebenprodukt in der Luftzerlegungsanlage anfällt, die den für die Ver­gasung benötigten Sauerstoff liefert. Durch diesen Stick­stoff wird der Brennstoff vom Vorratsbunker 1 über die Leitung 2 pneumatisch zum Zyklonfilter 3 transportiert, in dem der Brennstoff vom Stickstoff getrennt wird. Der über die Leitung 6 abgezogene Stickstoff wird in diesem Falle nicht in die Atmosphäre abgeleitet, sondern gelangt in den Gasometer 13. Das beim Befüllen des Schleusbehäl­ters 9 über die Leitung 11 verdrängte brennbare Gas ge­langt in diesem Falle in den Zyklonfilter 3 und wird ge­meinsam mit dem Stickstoff über die Leitung 6 in den Ga­someter 13 eingeleitet. Aus diesem wird das Gasgemisch über die Leitung 38 abgezogen. Nach entsprechender Ver­dichtung in den Verdichtern 31 und 39 wird es zusammen mit dem aus dem Pufferbehälter 29 abgezogenen Gas über die Leitung 32 der Brennkammer der Gasturbine des nachgeschal­teten Gas-Dampfturbinenkraftwerkes zugeführt. Dorthin ge­langt auch das erzeugte Partialoxidationsgas, das im An­schluß an die Gasbehandlung 33 über die Leitung 53 abge­zogen wird. Der im Abhitzekessel 51 erzeugte Dampf kann in diesem Falle - gegebenenfalls nach entsprechender Über­hitzung - in der Dampfturbine des Gas-Dampfturbinenkraft­werkes genutzt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Fördern eines feinkörnigen bis staub­förmigen Brennstoffes in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsreaktor, bei dem der zu verga­sende Brennstoff in einem Schleusbehälter durch Be­aufschlagung mit einem Gas auf Vergasungsdruck ge­bracht und von dort über einen Zuteilbehälter mit Hilfe eines Trägergasstromes den Brennern des Ver­gasungsreaktors zugeführt wird, wobei der Schleus­behälter wechselweise unter Druck gesetzt und wie­der entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mittels eines inerten Fördergases von der Aufbereitungsanlage in einen Zyklonfilter mit erweitertem Abscheideraum gefördert und von dort im Schwerkraftfluß in den Schleusbheälter ge­langt, wobei für die Beaufschlagung des Schleus­behälters und des Zuteilbehälters sowie die Zu­führung des Brennstoffes zu den Brennern des Ver­gasungsreaktors ein brennbares Gas verwendet wird, dessen Inertgasanteil nicht mehr als 1 Vol.-% beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als brennbares Gas für die Beaufschlagung des Schleusbehälters und des Zuteilbehälters sowie die Zuführung des Brennstoffes zu den Brennern Synthe­segas und/oder ein Restgas verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß das verwendete brennbare Gas aus dem bei der Vergasung erzeugten Partialoxidations­rohgas gewonnen wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß bei Verwendung von SO₂-haltigem Restgas als brennbarem Gas die Temperatur oberhalb des Taupunktes gehalten wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß der dem Schleusbehälter und Zu­teilbehälter zugeführte Volumenstrom an brennbarem Gas ausschließlich dem Bedarf für den Druckaufbau, die Druckhaltung und Zuführung des Brennstoffes zum Vergasungsreaktor angepaßt ist und eine wirbelbett­ähnliche Auflockerung der Brennstoffschüttung im Schleusbehälter und Zuteilbehälter unterbleibt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß als inertes Fördergas staubfreies und trockenes Kohlendioxid verwendet wird, das nach der Förderung und Abscheidung des Brennstoffes im Zyklonfilter in die Atmosphäre abgeleitet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß das als inertes Fördergas verwen­dete Kohlendioxid aus dem bei der Vergasung erzeug­ten Partialoxidationsrohgas abgetrennt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß als inertes Fördergas Stickstoff verwendet wird, der nach der Förderung und Ab­scheidung des Brennstoffes im Zyklonfilter gemein­sam mit dem Entspannungsgas der Gasturbine eines Gas-Dampfturbinenkraftwerkes zugeführt wird.
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