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EP0600923A1 - Verfahren zum herstellen von synthese- oder brenngasen aus festen oder pastösen rest- und abfallstoffen oder minderwertigen brennstoffen in einem vergasungsreaktor. - Google Patents

Verfahren zum herstellen von synthese- oder brenngasen aus festen oder pastösen rest- und abfallstoffen oder minderwertigen brennstoffen in einem vergasungsreaktor.

Info

Publication number
EP0600923A1
EP0600923A1 EP92916028A EP92916028A EP0600923A1 EP 0600923 A1 EP0600923 A1 EP 0600923A1 EP 92916028 A EP92916028 A EP 92916028A EP 92916028 A EP92916028 A EP 92916028A EP 0600923 A1 EP0600923 A1 EP 0600923A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gasification reactor
gas
gasification
solid
fraction
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
EP92916028A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0600923B1 (de
Inventor
Karl-Heinz Redepenning
H Peter Wenning
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.)
Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
John Brown Deutsche Engineering GmbH
Original Assignee
Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
John Brown Deutsche Engineering 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6436185&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0600923(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH, John Brown Deutsche Engineering GmbH filed Critical Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
Publication of EP0600923A1 publication Critical patent/EP0600923A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0600923B1 publication Critical patent/EP0600923B1/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
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • 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
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606—Combustion processes
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • 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
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • Inferior fuels such as wet brown coal or hard coal with a high tar content, old tires, etc. can already be gasified today - even without undesired emissions in the product gas withdrawn; in particular, the product gas can be free or almost free of impurities which reduce the calorific value and restrict further use and pollute the environment.
  • a shaft-shaped gasification reactor has been developed for this purpose, in which the special feature is that the bulk material bed in the primary gas chamber is constructed in two layers.
  • a first layer of rubble Gutbettes consists of a relatively high quality coke.
  • the second layer of the bulk bed is stored as a relatively thin layer on the first bulk layer and is formed by the inferior fuel.
  • the free bulk surface of the second bulk material layer faces the primary gas burner in the primary gas chamber.
  • a fuel, oxygen or air and possibly water vapor are applied to the primary gas burner and supplies the sensible heat required for the endothermic gasification process.
  • the primary gas burner z. B. waste oils and a pasty residue from a paper mill.
  • the primary gas generated by the combustion in the burner occurs at a temperature of 1500 to 1800 ° C.
  • the primary gas reacts with this batch to raw gas.
  • the raw gas has z. B. 1,864 ° C and then flows through the second bulk bed of coke and leaves this as finished product gas at the upper end of the shaft gasifier.
  • the thickness of the (second) bed of bulk goods ie the charge to be gasified (inferior fuel) and on the setting of the primary gasification, whether the charge lying behind the second bed of bulk goods, e.g. B. the higher quality coke, also gasified or used only or primarily as a filter for the raw gas passing through.
  • the setting of the Primärvergasu ⁇ g either the ratio of oxygen to carbon carrier in Bren ⁇ ner, or the total amount of Primärvergasungsstoffe ⁇ or - if introduced instead of air, pure oxygen through the burners' is - vapor on the ratio of oxygen to Wasser ⁇ (EP 0194252 Bl).
  • the invention is based on the object, in the gasification of inferior and / or difficult to handle starting materials and / or residues and waste materials containing organic constituents, in particular in the gasification of the shredder light fraction during motor vehicle utilization, a product gas quality which is as uniform as possible to ensure activity.
  • the gas fraction and the solid fraction in particular when the feedstock is a light shredder fraction, are obtained in a quantity ratio of combustible or gasifiable material as is the case for operation a shaft gasifier or entrained flow gasification reactor is required (about 60% gas fraction and about 40% solid fraction); it is practically not necessary to add other fuels in a primary gas burner;
  • the solid fraction from the thermal pretreatment has properties such as a smelted coke; therefore in the gasification on the use of z. B. cottage coke can be dispensed with entirely, so that the secondary fraction in the gasification reactor (solid charge) only consists of the solid fraction of the thermally treated inferior feedstock; if a shaft gasifier is used, it no longer requires two different charging goods and can therefore be of simpler construction, as described, for example, in DE 29 20 922 C3 or in EP 0 143 106 B1;
  • Gasification reactors operating according to the preferred entrained flow principle are sufficiently known and therefore do not require any special description at this point; reference is made, for example, to DE-C2 27 21 047 and EP-B1-0 011 151. While the use of a gasification reactor operating according to the entrained flow principle (also known as the airborne dust principle) is preferred according to the invention, there is alternatively also a gasification reactor operating according to the fluidized bed principle, as it u. a. is addressed in EP-B1-0 011 151, for use according to the invention.
  • entrained flow principle also known as the airborne dust principle
  • a so-called fluidized bed gasifier uses a relatively wide and coarse grain size range for the solid to be gasified in the gasifier (typical values are 0.1 mm to 100 mm), grain size ranges of about 0.001 mm to 5 mm are used for so-called entrained flow gasifiers .
  • the particle size range of the solid fraction obtained behind the pyrolysis treatment stage according to the invention is adjusted after the pyrolysis treatment and before the entrained flow gasification by grinding, sieving and / or sifting, the particle size range being reduced (claim 2).
  • the solids obtained after the pyrolysis treatment stage can preferably be used can be used directly in the shaft gasifier without a special adjustment of the grain size range and without major handling problems when charging the solid fraction; A relatively uniform product gas quality is also ensured with this driving style.
  • the shaft carburettors mentioned at the outset (EP-B1-0 194 252) are basically suitable for such an application.
  • Such a shaft gasifier has a shaft-shaped container for receiving the solid cargo to be obtained behind the pyrolysis treatment stage, forming a traveling layer with a passage for the cargo at the lower end of the container.
  • a primary gas chamber Connected to the passage is a primary gas chamber arranged under the container and fired by a primary gas burner, in which a bed surface facing the primary gas burner of a bulk material bed formed by the solid charge material below the passage is formed above a support surface, the pro ⁇ duct gas and the slag are withdrawn from the gasification process in a suitable manner.
  • a primary gas burner it is advantageous to supply the fraction which is gaseous behind the pyrolysis treatment stage and which is gaseous under operating conditions of the pyrolysis treatment to the total primary gas burner, in order in this way to supply the endothermic gasification process with gasification heat.
  • the gas fraction and, if appropriate, further fuels are preferably supplied with the formation of an entrained flow in the primary gas chamber.
  • the gas fraction obtained after the pyrolysis treatment stage is preferably first subjected to a condensation step.
  • the gas fraction obtained after the condensation stage is then further used in the synthetic and / or fuel gas production process according to the invention.
  • this gas fraction 'the Vergasungsreak- Tor or the pyrolysis treatment stage for introducing heat for the endothermic pyrolysis or gasification step, or admixed to the product gas obtained behind the gasification reactor as part of the combustion or synthesis gas.
  • the liquid fraction obtained after the condensation stage can possibly be used in another process, but is preferably fed to the gasification reactor for gasification and / or for the introduction of heat for the endothermic gasification process.
  • the solid fraction obtained after the pyrolysis treatment stage and the liquid fraction obtained after the condensation stage are mixed and fed to the gasification reactor together, depending on the consistency of the mixture, preferably a pump or a screw machine being used.
  • Suitable conveying bodies and procedures for this purpose are known from DE-C2-27 21 047 and EP-B1-0 011 151 as examples.
  • feedstocks to be processed according to the invention are either essentially solid or pasty, pasty not only contains solid / liquid mixtures, but also more or less thickened.
  • liquid feedstocks ie residues and waste materials and / or inferior fuels containing organic constituents, can in principle also be used or used for the production process of synthetic and / or fuel gases according to the invention.
  • liquid feedstocks of the aforementioned type can also be converted to synthesis and / or fuel gases in other processes.
  • gasification reactor in addition to those which, as is preferred, work according to the entrained flow principle or are designed as shaft gasifiers, other types of gasifiers can also be used according to the invention.
  • gasifiers can also be used according to the invention.
  • An example of this are the fluidized bed gasifiers already mentioned.
  • the gasification is generally carried out under a pressure of preferably 10 to 100 bar. Basically, higher gasification pressures are possible.
  • the gasification can also be carried out at atmospheric pressure or in a slight negative pressure (if suction draft fans are used).
  • the invention is therefore based on the basic idea of producing synthetic and / or fuel gases from residues and waste materials containing organic constituents and / or inferior fuels (feedstock) with oxygen or oxygen-old gases and possibly water vapor, the feedstock first by thermal pretreatment with supply of heat and essentially avoiding combustion of constituents of the starting material (pyrolyzation treatment) into a gaseous and a solid fraction under operating conditions, the solid fraction to produce the synthesis and / or fuel gas in the To gasify the gasification reactor and to process the gas fraction at least partially in the manufacturing process for introducing process heat and / or for producing additional amounts of synthesis gas and / or fuel gas.
  • pyrolysis plants are generally known for this; Because of their knowledge of their structure and their procedural conditions, these need not be explained in detail here.
  • Typical examples of pyrolysis plants which can be used according to the invention and other inferior fuels are e.g. B. the pyrolysis of waste wood in the fluidized bed reactor or the pyrolysis of chemical production residues in the rotary tube reactor.
  • Fig. 1 is a block diagram as well
  • FIG. 2 shows a simplified process sketch for the application of a shaft gasifier.
  • FIG. 1 The block diagram shown in FIG. 1 applies in principle to every type of gasification reactor, but is explained below primarily in connection with the preferred use of an entrained flow gasification reactor. Alternative procedures are shown in dashed lines. Process stages ⁇ that are preferably used are additionally outlined with a dashed line.
  • feedstock an organic constituent containing residual or waste material and / or inferior fuel, hereinafter referred to as feedstock
  • a pyrolysis treatment stage 101 such as e.g. an indirectly heated rotary kiln (drum wall temperature up to 900 ° C).
  • the feed is pretreated, largely free of oxygen, with the addition of heat and essentially avoiding the burning of constituents of the feed at temperatures between approx. 300 and 650 ° C.
  • extraneous gas behind the gasification reactor 102 product gas and / or the condensation stage 103 downstream of a pyrolysis stage, preferably in a pyrolysis gas purification stage 104, can be used.
  • the intermediate product obtained from the feed material in the pyrolysis treatment stage 101 is separated as steam (Gas fraction) and coke (solid fraction) removed.
  • the solid fraction is adjusted, if necessary after setting the grain size range in a grinding, sieving and / or sifting stage 105, to the level which is compatible with the respective gasification reactor type (gasification reactor 102) and fed to the gasification reactor 102, for example pneumatically.
  • Recyclables contained in the solid fraction e.g. B. metals can in a separation stage 106, z. B. a screening device, are removed before the solid fraction is fed to the gasification reactor 102.
  • the gas fraction obtained behind the pyrolysis treatment stage 101 is either fed as vapor to the gasification reactor for the gasification and / or introduction of heat of reaction or is first passed through a condensation stage 103.
  • the residual gas deposited therein under the condensation conditions is either fed, preferably after passing through a pyrolysis gas purification stage 104, to the pyrolysis treatment stage for introducing process heat.
  • the pyrolysis gas can be fed to the gasification reactor 102 or the product gas stream behind it to introduce gasification heat. In these cases, a pyrolysis gas purification stage may be omitted.
  • the oil (liquid fraction) obtained behind the condensation stage 103 is recycled in other processes or, as is preferred, introduced into the gasification reactor 102. Especially when this oil is to be gasified together with the solid fraction from the pyrolytic treatment stage 101, the two fractions can first be combined and fed to the gasification reactor 102 by means of a pump or screw machine 107.
  • the product gas obtained behind the gasification reactor 102 will generally be cleaned in a gas cleaning stage 108.
  • the constituents removed from the product gas can be fed to the gasification reactor 102 at least as a partial stream, so that they are divided there into product gas or inorganic constituents.
  • enriched harmful gas components such as sulfur, salts and heavy metals can be used further.
  • the product gas accumulating behind the gas purification stage 108 can, as is preferred, be fired in a power plant 109, possibly already existing, or, if necessary partially, in the pyrolysis treatment stage 101 or used as synthesis gas or other fuel gas.
  • Schachtverga ⁇ ser 100 shown in detail in FIG. 2 is known from DE 29 20 922 C3.
  • a pressure vessel 1 which has external insulation 33, forms the shaft carburetor 100.
  • the pressure vessel 1 has a vertical upper section and a laterally angled lower section.
  • the solid charge is placed on a lock 4, which after each cycle with an inert gas, for. B. steam is flushed through a line 5.
  • the lumpy, solid cargo arrives in a basket 3 from cooling water pipes accommodated in the pressure vessel 1 and forms a bed 11 therein with a cone of material having an upper free surface 12.
  • the lines of the basket 3 are supplied via a lower ring distributor 31, to which down pipes 30, which lie in the space between the basket 3 and the pressure vessel 1, lead from an upper ring distributor 29, to which a cooling water supply line 7 is connected.
  • the basket 3 has in the lower third an inward projection 20 which forms the upper boundary of an underlying primary gas chamber 21. Because of the narrowing (passage) present in the basket 3, an inclined, embankment-like free fill surface 13, which delimits the primary gas chamber 21 on this side, inevitably arises at the lower end of the fill 11.
  • the Schüttu ⁇ g 11 on a at the lower part of the basket 3 also formed by coolant lines slag pan 22.
  • the inside of the basket 3, including the slag tray 20, is provided with a refractory ramming compound 32.
  • the slope forming the lower free fill surface 13 of the fill 11 is at a distance from an overflow weir 16 formed on the corner of the slag tray 22 facing away from the fill 11.
  • the liquid slag with a free surface can collect between the lower free bed surface 13 and the overflow weir 16 in a slag bath 14 taken up by the slag wall 22.
  • the outer part of the primary gas chamber 21 is delimited by the refractory mass 32 of the basket 3.
  • a primary gas burner 2 is arranged in the wall of the pressure vessel 1, to which the gas fraction from the thermal pretreatment of the inferior fuel, oxygen or oxygen-containing gas and possibly steam are fed.
  • the primary gas jet 15 formed by the primary gas burner 2 is inclined downward in the direction of the lower free bed surface 13 and the free surface of the slag bath 14 directed. In this way, intensive gasification is achieved at the lower free bed surface 13 and also the constituents containing carbon floating on the slag bath 14 and a blockage of the overflow weir 16 is prevented, because the primary gas jet 15 is opposite to the slag flow flowing to the overflow weir 16.
  • the "solid fraction” can be separated into its components “pyrolysis coke” and “valuable materials” in a separating apparatus, such as an air classifier, a sieve or other.
  • a separating apparatus such as an air classifier, a sieve or other.
  • the "pyrolysis coke” is then fed to the shaft carburetor 100 via the lock 4.
  • the "pyrolysis gas” (gas fraction) obtained in the thermal pretreatment is fed to the primary gas burner 2.

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Description

Verfahren zum Herstellen von Synthese- oder Brenngasen aus festen oder pastösen Rest- und Abfallstoffen oder minderwer¬ tigen Brennstoffen in einem Vergasuπgsreaktor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbe¬ griff des Patentanspruchs 1.
Da das Deponieren fester oder pastöser Rest- und Ab¬ fallstoffe sowie minderwertiger Brennstoffe nicht weiter vertretbar ist, gewinnt die Verwertung dieser Stoffe zuneh¬ mend an Bedeutung. Zu diesen Stoffen zählen z. B. Shredder- Leichtgut von Kraftfahrzeugen, Kunststoffe, öl-, Lack- und Lö¬ sungsmittelschlämme, teileπtwässerte Klärschlämme, nasse Braun- oder Steinkohle mit hohem Teergehalt, Altreifen und viele andere mehr. Diesen Stoffen ist gemeinsam, daß sie or¬ ganische Bestandteile enthalten.
Minderwertige Brennstoffe, wie beispielsweise nasse Braunkohle oder Steinkohle mit hohem Teergehalt, Altreifeπ etc. können heute bereits - auch ohne unerwünschte Emissio¬ nen im abgezogenen Produktgas - vergast werden; insbesonde¬ re kann das Produktgas frei oder annähernd frei von den Heizwert mindernden und die weitere Verwendung einschrän¬ kenden sowie die Umwelt belastenden Verunreinigungen sein. Für diesen* Zweck ist u. a. ein schachtförmiger Vergasungs¬ reaktor entwickelt worden, bei dem die Besonderheit darin besteht, daß das Schüttgutbett in der Primärgaskammer zwei¬ schichtig aufgebaut ist. Eine erste Schicht des Schutt- gutbettes besteht aus einem relativ hochwertigen Koks. Die zweite Schicht des Schüttgutbettes lagert als relativ dünne Schicht auf der ersten Schüttgutschicht und wird von dem minderwertigen Brennstoff gebildet. Dabei ist die zweite Schüttgutschicht mit ihrer freien Schüttungsfläche dem Pri- märgasbrεnner in der Primärgaskammer zugewandt. Der Primär¬ gasbrenner wird mit einem Brennstoff, Sauerstoff oder Luft und ggf. Wasserdampf beaufschlagt und liefert die für den endothermen Vergasungsprozess erforderliche fühlbare Wärme. Als Brennstoff werden dem Primärgasbrenner z. B. Altöle so¬ wie ein pastöser Rückstand aus einer Papierfabrik zugeführt. Das durch die Verbrennung im Brenner entstehende Primärgas fällt mit einer Temperatur von 1500 bis 1800° C an. Bei Kon¬ takt mit dem zu vergasenden Chargiergut (minderwertiger Brennstoff, z. B. einer Mischung aus Altreifen und Deinking- schlamm) reagiert das Primärgas mit diesem Chargiergut zu Rohgas. Das Rohgas weist beim Eintritt in das zweite Schütt¬ gutbett z. B. 1.864° C auf und durchströmt anschließend das zweite Schüttgutbett aus Koks und verläßt dieses als ferti¬ ges Produktgas am oberen Ende des Schachtvergasers. Von der Dicke des (zweiten) Schüttgutbettes, d. h. des zu vergasen¬ den Chargiergutes (minderwertigen Brennstoffes) und von der Einstellung der Primärvergasung hängt es ab, ob das hinter dem zweiten Schüttgutbett liegende Chargiergut, z. B. der höherwertige Koks, ebenfalls vergast oder lediglich bzw. in erster Linie als Filter für das hindurchtretende Rohgas dient. Die Einstellung der Primärvergasuπg erfolgt entweder über das Verhältnis Sauerstoff zu Kohlenstoffträger im Bren¬ ner, oder über die Gesamtmenge an Primärvergasungsstoffeπ oder - falls statt Luft reiner Sauerstoff über den Brenner eingeführt' wird - über das Verhältnis Sauerstoff zu Wasser¬ dampf (EP 0 194 252 Bl) .
Versuche mit dem vorgenannten Schachtvergaser haben nun gezeigt, daß bei der Hochtemperaturvergasung einer Reihe von Einsatzstoffeπ , wie z. B. der Shredderleichtfraktion aus der Kraftfahrzeug-Verwertung erhebliche Probleme auftreten; insbesondere ist es in manchen Fällen und insbesondere bei der Shredderleichtfraktion aus der Kfz-Verwertung schwierig, dieses Chargiergut so gleichmäßig in die Vergasungszone, d. h. speziell in den Primärgasraum einzubringen, daß das Pro¬ duktgas eine ausreichend gleichmäßige Qualität hat. Zur Lö¬ sung dieses Problems sind bisher nicht veröffentlichte Bemü¬ hungen unternommen worden, den minderwertigen Brennstoff zu brikettieren, um ihn dann in einer stückigen Form durch kon¬ ventionelle Schleusensysteme dem Schachtvergaser aufzugeben. Die Brikettierung als solche erwies sich aber als sehr auf¬ wendig und derzeit noch nicht ausgereift genug.
Auch ein anderer bisher nicht veröffentlichter Lö¬ sungsansatz hat nicht zum Erfolg geführt. Gemäß diesem Lö¬ sungsansatz wird der Einsatzstoff gemahlen, wie es z. B. für den Einsatz von Brennstoffen in einem Flugstromvergasungs- reaktor bekannt ist. Diese Mahlung erweist sich insoweit als problematisch, als verschleißintensive Stoffe, wie Glas, Steine, Eisen und andere in dem minderwertigen Brennstoff enthalten sein können. Außerdem ist diese Vorgeheπsweise sehr kostenintensiv.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu¬ grunde, bei der Vergasung minderwertiger und/oder schwierig zu handhabender Einsatzstoffe und/oder organische Bestandteile enthaltender Rest- und Abfallstoffe, insbesondere bei der Vergasung der Shredderleichtfraktion bei der Kraftfahr¬ zeugverwertung, eine möglichst gleichmäßige Produktgasquali¬ tät zu gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Durch die Erfindung wird eine Reihe bedeutsamer Vor¬ teile erreicht. Hierzu zählen u. a.:
- Bei dem thermischen Vorbehandlungsschritt (Pyrolysebehand¬ lungsschritt) des Einsatzstoffes fallen die Gasfraktion und die Festfraktion, insbesondere dann, wenn es sich bei dem Eiπsatzstoff um eine Shredderleichtfraktion handelt, in einem Mengenverhältnis an brenn- bzw. vergasbaren Mate¬ rial an wie es zum Betrieb eines Schachtvergasers oder Flugstromvergasungsreaktors erforderlich ist (etwa 60 % Gasfraktion und etwa 40 % Festfraktion) ; ein Zufeuern an¬ derer Brennstoffe in einem Primärgasbrenner ist daher so gut wie nicht erforderlich;
- die Festfraktion aus der thermischen Vorbehandlung hat Ei¬ genschaften wie etwa ein Hüttenkoks; deshalb kann bei der Vergasung auf den Einsatz von z. B. Hüttenkoks ganz ver¬ zichtet werden, so daß die Sekundärfraktion im Verga¬ sungsreaktor (festes Chargiergut) nur noch aus der Fest- fraktioπ des thermisch behandelten minderwertigen Einsatz¬ stoffes besteht; im Falle der Verwendung eines Schachtver¬ gasers benötigt dieser also nicht mehr zwei unterschied¬ liche Chargiergüter und kann mithin einfacher aufgebaut sein, wie etwa in der DE 29 20 922 C3 oder in der EP 0 143 106 Bl beschrieben;
- bei der erfindungsgemäßen Vergasung der Einsatzstoffe fal¬ len Umweltgifte wie Dioxine und Stickoxide nicht an, da die Dioxine bei der unter unterstöchiometrischen Bedingun¬ gen durchgeführten Vergasung nicht existieren können und, falls sie im Brennstoff des Primargasbrenners vorhanden sind, bei den relativ hohen Verbrennuπgstemperaturen zer¬ stört werden; Stickoxide aus der Primärgasverbreπnung wer¬ den unter den Vergasungsbedinguπgen reduziert; außerdem weisen etwa anfallende Metalloxide einen im Vergleich zu anderen Verwertungsverfahren geringeren Oxidationsgrad auf und sind somit weniger toxisch; - in dem Einsatzstoff enthaltene Ballaststoffe, wie z. B. Metalle können nach dem thermischen Vorbehandlungsschritt aus der Festfraktion durch einen üblichen Trennschritt ab¬ geschieden werden, bevor die Festfraktion dem Vergasungs¬ reaktor als Chargiergut aufgegeben wird;
- der Eintrag des festen Chargiergutes in den Vergasungs¬ reaktor wird wesentlich vereinfacht und vergleichmäßigt.
Nach dem erfindungsgemäß bevorzugten Flugstromprinzip arbeitende Vergasungsreaktoreπ (Flugstromvergaser) sind hin¬ reichend bekannt und bedürfen daher an dieser Stelle keiner besonderen Beschreibung; beispielhaft sei auf die DE-C2 27 21 047 und EP-B1-0 011 151 Bezug genommen. Während die Ver¬ wendung eines nach dem Flugstrom-Prinzip (auch als Flug- staub-Prinzip bekannt) arbeitender Vergasuπgsreaktor erfindungsgemäß bevorzugt wird, kommt alterntiv auch ein nach dem Wirbelbett-Prinzip arbeitender Vergasungsreaktor, wie er u. a. in der EP-B1-0 011 151 angesprochen wird, für die erfindungsgemäße Verwendung in Betracht. Während bei den sogenannten Wirbelbettvergasern ein relativ breites und grobkörniges Körnungsband für den in dem Vergaser zu verga¬ senden Feststoff (typische Werte sind 0.1 mm bis 100 mm) eingesetzt wird, werden für die Verwendung in sogenannten Flugstromvergasern Körnungsbandbreiten von etwa 0,001 mm bis 5 mm eingesetzt. Die hinter der erfindungsgemäßen Pyroly¬ sebehandlungsstufe anfallende Festfraktion wird nach der Py¬ rolysebehandlung und vor der Flugstromvergasung hinsichtlich ihrer Körnungsbandbreite durch Mahlen, Sieben und/oder Sich¬ ten eingestellt, wobei die Körnungsbandbreite verringert wird (Anspruch 2) .
Demgegenüber können bei der ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugten Verwendung eines Schachtvergasers die hinter der Pyrolysebehandϊungsstufe anfallenden Feststoffe vorzugsweise ohne eine besondere Einstellung der Körπungsbandbreite und ohne große Handling-Probleme beim Chargieren der Festfrak¬ tion in dem Schachtvergaser unmittelbar eingesetzt werden; eine relativ gleichmäßige Produktgasqualität ist auch bei dieser Fahrweise sichergestellt. Für einen solchen Aπwen- dungsfall sind die eingangs erwähnten Schachtvergaser (EP-B1-0 194 252) grundsätzlich geeignet. Ein solcher Schachtvergaser weist einen schachtförmigen Behälter zur Aufnahme des festen, hinter der Pyrolysebehandlungsstufe an¬ fallenden Chargiergutes unter Ausbildung einer Wanderschicht mit einem Durchtritt für das Chargiergut am unteren Behäl¬ terende auf. Mit dem Durchtritt steht eine unter dem Behal¬ ter angeordnete, von einem Primärgasbrenπer befeuerte Pri¬ märgaskammer in Verbindung, in der oberhalb einer Stütz¬ fläche eine dem Primärgasbreπner zugewandte Schüttungsfläche eines von dem festen Chargiergut unterhalb des Durchtrittes gebildeten Schüttgutbettes ausgebildet ist, wobei das Pro¬ duktgas und die Schlacke aus dem Vergasungsprozeß in geeig¬ neter Weise abgezogen werden. Insbesondere dann, wenn ein derartiger Schachtvergaser erfindungsgemäß verwendet wird, ist es von Vorteil, die hinter der Pyrolysebehandlungsstufe anfallende, unter Betriebsbedingungen der Pyrolysebehandlung gasförmige Fraktion dem Primärgasbrenner insgesamt zuzufüh¬ ren, um auf diese Weise dem endothermen Vergasungsprozeß Vergasungswärme zuzuführen. In diesem Falle werden die Gas¬ fraktion und ggf. weitere Brennstoffe bevorzugt unter Aus¬ bildung eines Flugstromes in der Primärgaskammer zugeführt.
Bevorzugt wird aber die hinter der Pyrolysebehand¬ lungsstufe anfallende Gasfraktion zunächst einem Kondensa¬ tionsschritt unterworfen. Die hinter der Kondensationsstufe anfallende Gasfraktion wird dann in dem erfindungsgemäßen Herstellungsprozeß von Synthese- und/oder Brenngasen weiter¬ verwertet. Hierzu wird diese Gasfraktion 'dem Vergasungsreak- tor oder der Pyrolysebehandlungsstufe zur Einbringung von Wärme für den endothermen Pyrolyse- bzw. Vergasungsschritt zugeführt oder dem hinter dem Vergasungsreaktor anfallenden Produktgas als Teil des Brenn- bzw. Synthesegases beige¬ mischt.
Die hinter der Kondensationsstufe anfallende Flüssig¬ fraktion kann ggf. in einem anderen Prozeß verwertet werden, wird aber vorzugsweise dem Vergasungsreaktor zur Vergasung und/oder zur Einbringung von Wärme für den endothermen Ver¬ gasungsprozeß zugeführt. Hierbei werden nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (Anspruch 3) die hinter der Pyrolysebehandlungsstufe anfallende Festfraktion und die hinter der Kondensationsstufe anfallende Flüssigfraktion ge¬ mischt und dem Vergasungsreaktor gemeinsam zugeführt, wobei je nach Konsistenz des Gemisches vorzugsweise eine Pumpe oder eine Schneckenmaschine verwendet werden. Hierfür geeig¬ nete Förderorgane und Verfahrensweisen sind aus der DE-C2- 27 21 047 und EP-B1-0 011 151 beispielhaft bekannt.
Eine besonders vorteilhafte Verwendung der erfindungs¬ gemäß hergestellten Gase ergibt sich aus Anspruch 4.
Es ist auch möglich, dem Einsatzstoff anorganische Rest- oder Abfallstoffe beizumischen, um darin enthaltene kontaminierende Substanzen in der Pyrolysebehandlungsstufe oder in der Vergasungsstufe aus dem Rest- oder Abfallstoff zu entfernen (Anspruch 5) .
Weitere im Rahmen der Erfindung liegende Verfahrensva¬ rianten ergeben sich im Zusammenhang mit dem noch zu erläu¬ ternden Blockschaltbild (Fig. 1). ährend erfindungsgemäß zu verarbeitende Einsatzstoffe entweder im wesentlichen fest oder pastös sind, wobei unter pastös nicht nur Fest/ Flüssig-Mischungen, sondern auch mehr oder minder eingedick- te Flüssigkeiten zu verstehen sind, können grundsätzlich auch flüssige Einsatzstoffe, d. h. organische Bestandteile enthaltende Rest- und Abfallstoffe und/oder minderwertige Brennstoffe für das erfiπdungsgemäße Herstellungsverfahren von Synthese- und/oder Brenngasen verwendet bzw. mitverwen¬ det werden. In der Regel können flüssige Einsatzstoffe der zuvor genannten Art aber auch in anderen Prozessen zu Syn¬ these- und/oder Brenngasen umgewandelt werden.
Auch hinsichtlich des verwendeten Vergasungsreaktor¬ typs können neben solchen, die, wie bevorzugt, nach dem Flugstrompriπzip arbeiten oder als Schachtvergaser ausgebil¬ det sind, auch andere Vergasertypen erfindungsgemäß einge¬ setzt werden. Ein Beispiel hierfür sind die bereits erwähn¬ ten Wirbεlbettvergaser.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird die Vergasung in der Regel unter Druck von vorzugsweise 10 bis 100 bar durchgeführt. Höhere Vergasungsdrücke sind - grundsätzlich - möglich. Ebenso kann die Vergasung bei At¬ mosphärendruck oder im leichten Unterdruck (im Falle der Verwendung von Saugzuggebläsen) durchgeführt werden.
Die Erfindung basiert mithin auf dem Grundgedanken, zum Herstellen von Synthese- und/oder Brenngasen aus organi¬ sche Bestandteile enthaltenden Rest- und Abfallstoffeπ und/ oder minderwertigen Brennstoffen (Einsatzstoff) mit Sauer¬ stoff oder Sauerstoff altigen Gasen und ggf. Wasserdampf den Einsatzstoff zunächst durch eine thermische Vorbehandlung unter Zufuhr von Wärme und im wesentlichen unter Vermeidung eines Verbrenπeπs von Bestandteilen des Einsatzstoffes (Py¬ rolysebehandlung) in eine unter Betriebsbedingungen gasför¬ mige und eine feste Fraktion zu trennen, die Festfraktion unter Herstellung des Synthese- und/oder Brenngases in dem Vergasungsreaktor zu vergasen und die Gasfraktiion zumindest teilweise in dem Herstellungsprozeß zur Einbringung von Pro¬ zeßwärme und/oder zum Herstellen zusätzlicher Mengen an Syn¬ these- und/oder Brenngas zu verarbeiten.
Hinsichtlich der dem Vergasungsreaktor zuzuführenden Gas- bzw. Flüssigfraktion aus der thermischen Vorbehandlung des Einsatzstoffes versteht es sich, daß diese auch feste Bestandteile in Form feinkörnigen, insbesondere staubförmi- geπ Materials aufweisen können.
Die thermische Vorbehandlung unter Zufuhr von Wärme und im wesentlichen unter Vermeidung eines Verbrennens von Bestandteilen des Brennstoffes unter Trennung in eine Gas- und eine Festfraktion kann auf die verschiedenste Weise er¬ folgen. Hierfür sind sogenannte Pyrolyseanlagen allgemein bekannt; wegen des Bekanntseins ihres Aufbaus und ihrer Ver¬ fahrensbedingungen brauchen diese hier im einzelnen nicht näher erläutert zu werden. Typische Beispiele für erfin¬ dungsgemäß einsetzbare Pyrolyseanlagen und weitere minder¬ wertige Brennstoffe sind z. B. die Pyrolyse von Abfallholz im Wirbelschichtreaktor oder die Pyrolyse von chemischen Produktionsrückständen im Drehrohrreaktor.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschriebenen, erfindungs¬ gemäß zu verwendenden Bauteile bzw. Verfahrensschritte un¬ terliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption bzw. ihren Verfahrensbedingungen keinen besonderen Ausnahmebedinguπgeπ , so daß die in dem je¬ weiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien unein¬ geschränkt Anwendung finden können. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Ge¬ genstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild sowie
Fig. 2 eine vereinfachte Verfahrensskizze für den Anwen¬ dungsfall eines Schachtvergasers.
Das in Fig. 1 wiedergegebene Blockschaltbild gilt grundsätzlich für jeden Vergasungsreaktortyp, wird nachfol¬ gend aber in erster Linie im Zusammenhang mit der bevorzug¬ ten Verwendung eines Flugstromvergasungsreaktors erläutert. Alternative Verfahrensführungeπ sind dabei gestrichelt dar¬ gestellt. Lediglich vorzugsweise zum Einsatz kommende Ver- fahrensstufeπ sind zusätzlich mit einer gestrichelten Linie umrandet.
Gemäß Fig. 1 wird ein organische Bestandteile enthal¬ tender Rest- oder Abfallstoff und/oder minderwertiger Brenn¬ stoff, nachfolgend als Einsatzstoff bezeichnet, einer Pyro¬ lysebehandlungsstufe 101, wie z.B. einem indirekt beheizten Drehrohrofen (Trommelwandtemperatur bis zu 900°C) , aufgege¬ ben. In dieser wird, weitestgehend Sauerstofffrei, der Ein¬ satzstoff unter Zufuhr von Wärme und im wesentlichen unter Vermeiden eines Verbrennens von Bestandteilen des Einsatz¬ stoffes bei Temperaturen zwischen ca. 300 und 650 °C ther¬ misch vorbehandelt. Für die Wärmezufuhr kann Fremdgas, hin¬ ter dem Vergasungsreaktor 102 anfallendes Produktgas und/o¬ der hinter einer der Pyrolysestufe nachgeschalteten Konden¬ sationsstufe 103 anfallendes, vorzugsweise in einer Pyroly¬ segasreinigungsstufe 104 anfallendes Pyrolysegas eingesetzt werden.
Das in der Pyrolysebehandlungsstufe 101 aus dem Ein¬ satzstoff anfallende Zwischenprodukt wird getrennt als Dampf (Gasfraktion) und Koks (Festfraktion) abgeführt. Die Fest¬ fraktion wird, ggf. nach Einstellen der Körnungsbandbreite in einer Mahl-, Sieb- und/oder Sichtstufe 105 auf das für den jeweiligen Vergasungsreaktortyp (Vergasungsreaktor 102) verträgliche Maß eingestellt und dem Vergasungsreaktor 102, z.B. pneumatisch, zugeführt. In der Festfraktion enthaltene Wertstoffe, z. B. Metalle, können in einer Trennstufe 106, z. B. einer Siebvorrichtung, entfernt werden, bevor die Festfraktion dem Vergasungsreaktor 102 zugeführt wird.
Die hinter der Pyrolysebehandlungsstufe 101 anfallende Gasfraktion wird als Dampf entweder dem Vergasuπgsreaktor zur Vergasung und/oder Einbringung von Raktionswär e zuge¬ führt oder zunächst durch eine Kondensationsstufe 103 gelei¬ tet. Das darin abgeschiedene, unter den Kondensationsbedin¬ gungen anfallende Restgas wird entweder, vorzugsweise nach Durchlaufen einer Pyrolysegasreinigungsstufe 104 der Pyroly¬ sebehandlungsstufe zur Einbringung von Prozeßwärme zuge¬ führt. Alternativ oder ergänzend kann das Pyrolysegas zur Einbringung von Vergasungswärme dem Vergasungsreaktor 102 oder dem dahinter anfallenden Produktgasstrom zugeführt wer¬ den. In diesen Fällen kann eine Pyrolysegasreiπigungsstufe ggf. entfallen.
Das hinter der Kondensationsstufe 103 anfallende Öl (Flüssigfraktion) wird in anderen Prozessen verwertet oder, wie bevorzugt, in den Vergasungsreaktor 102 eingetragen. Vor allem dann, wenn dieses Öl mit der Festfraktion aus der Py¬ rolysebehandlungsstufe 101 gemeinsam vergast werden soll, können die beiden Fraktionen zunächst vereinigt und mittels einer Pumpe oder Schneckenmaschine 107 dem Vergasungsreaktor 102 aufgegeben werden.
Hinter dem Vergasungsreaktor fallen anorganische Be¬ standteile an, die nicht mehr deponiert werden müssen, son- dem als Wertstoffe verwendbar sind. Das hinter dem Verga- sungsreaktor 102 anfallende Produktgas wird in der Regel in einer Gasreinigungsstufe 108 gereinigt werden. Die aus dem Produktgas entfernten Bestandteile können zumindest als Teilstrom dem Vergasungsreaktor 102 aufgegeben werden, damit sie dort in Produktgas bzw. anorganische Bestandteile aufge¬ teilt werden. Im übrigen können angereicherte Schadgasbe¬ standteile, wie Schwefel, Salze und Schwermetalle weiterver¬ wertet werden.
Das hinter der Gasreiπigungsstufe 108 anfallende Pro¬ duktgas kann, wie bevorzugt, in einem, ggf. bereits vorhan¬ denen, Kraftwerk 109 oder, ggf. teilweise, in der Pyrolyse¬ behandlungsstufe 101 verfeuert werden oder als Synthesegas oder sonstiges Brenngas verwendet werden.
Der in Fig. 2 detailliert wiedergegebene Schachtverga¬ ser 100 ist aus der DE 29 20 922 C3 bekannt. Ein Druckbehäl¬ ter 1, der eine Außenisolierung 33 aufweist, bildet den Schachtvergaser 100. Der Druckbehälter 1 hat einen vertika¬ len oberen Abschnitt und einen seitlich abgewinkelten unter¬ en Abschnitt. In dem oberen Abschnitt des Druckbehälters 1 wird das feste Chargiergut über eine Schleuse 4 aufgegeben, welche nach jedem Takt mit einem inerten Gas, z. B. Dampf, durch eine Leitung 5 gespült wird. Das stückige feste Char¬ giergut gelangt in einen in dem Druckbehälter 1 aufge¬ nommenen Korb 3 aus Kühlwasserleitungen und bildet in diesem eine Schüttung 11 mit einem eine obere freie Oberfläche 12 aufweisenden Schüttkegel. Die Leitungen des Korbes 3 werden über einen unteren Ringverteiler 31 versorgt, zu welchem Fallrohre 30, die in dem Zwischenraum zwischen dem Korb 3 und dem Druckbehälter 1 liegen, von einem oberen Ringver¬ teiler 29 führen, an welchem eine Kühlwasserzuführleitung 7 angeschlossen ist. Der Korb 3 hat im unteren Drittel einen einwärts wei¬ senden Vorsprung 20, welcher die obere Begrenzung einer darunter liegenden Primärgaskammer 21 bildet. Aufgrund der so in dem Korb 3 vorliegenden Verengung (Durchtritt) ent¬ steht zwangsläufig am unteren Ende der Schüttung 11 eine schräg liegende böschungsartige freie Schüttuπgsfläche 13, welche die Primärgaskammer 21 auf dieser Seite begrenzt.
Unten steht die Schüttuπg 11 auf einer am unteren Teil des Korbes 3 ebenfalls von Kühlmittelleitungen gebildeten Schlackenwanne 22 auf. Im unteren Bereich, also unterhalb des Vorsprungs 20, ist die Innenseite des Korbes 3 ein¬ schließlich der Schlackeπwanne 20 mit einer feuerfesten Stampfmasse 32 versehen. Die die untere freie Schüttungs- fläche 13 der Schüttuπg 11 bildende Böschung hat einen Ab¬ stand von einem an der der Schüttung 11 abgewandteπ Ecke der Schlackenwanne 22 ausgebildeten Überlaufwehr 16.
Zwischen der unteren freien Schüttungsflache 13 und dem Überlaufwehr 16 kann sich beim Betrieb des Schachrverga- sers 100 die flüssige Schlacke mit einer freien Oberfläche in einem von der Schlackeπwanπe 22 aufgenommenen Schlacken¬ bad 14 sammeln. Der äußere Teil der Primärgaskammer 21 wird von der Feuerfestmasse 32 des Korbes 3 begrenzt.
Dem Überlaufwehr 16 unmittelbar gegenüberliegend ist in der Wandung des Druckbehälters 1 ein Primärgasbrenner 2 angeordnet, dem die Gasfraktion aus der thermischen Vorbe¬ handlung des minderwertigen Brennstoffes, Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltendes Gas und ggf. Dampf zugeführt werden. Der vom Primärgasbrenner 2 gebildete Primärgasstrahl 15 ist schräg nach unten in Richtung auf die untere freie Schüt- tungsfläche 13 und die freie Oberfläche des Schlackenbades 14 gerichtet. Auf diese Weise wird eine intensive Vergasung an der unteren freien Schüttungsflache 13 und auch der auf dem Schlackenbad 14 aufschwimmenden Kohlenstoff enthaltenden Bestandteile erreicht und eine Verstopfung des Überlaufwehrs 16 verhindert, denn der Primärgasstrahl 15 ist dem zu dem Überlaufwehr 16 hinfließenden Schlackestrom eπtgegengerich- tet.
Wegen der übrigen Einzelheiten wird auf die DE 29 20 922 C3 Bezug genommen. Die erfindungsgemäß als eine der möglichen Alternativen ebenfalls einsetzbare Anordnung (Schachtvergaser) für zwei Chargiergüter ist im einzelnen in der EP 0 194 252 Bl beschrieben. Auf diese beiden Druck¬ schriften wird voll inhaltlich Bezug genommen, wobei zu be¬ merken ist, daß in der DE 29 20 922 C3 die Schüttuπg 11 aus einem relativ hochwertigen Brennstoff besteht, während der dort beschriebene Schachtvergaser im Falle der vorliegenden Erfindung für die Festfraktion des thermisch behandelten minderwertigen Brennstoffes verwendet wird.
Wie Figur 2 im übrigen zeigt, wird der als
"Abfall" bezeichnete Eiπsatzstoff zunächst einer mit "Pyro¬ lyse" bezeichneten Anlage für die thermische Vorbehandlung zugeführt. Diese erfolgt unter Zufuhr von Wärme und im we¬ sentlichen unter Vermeidung des Verbrenneπs von Bestand¬ teilen des Einsatzstoffes (minderwertigen Brennstoffes) , wo¬ bei die Verfahrensführuπg in an sich bekannter Weise so er¬ folgt, daß eine Gas- und eine Feststoffraktinπ entstehen, die voneinander getrennt werden und in Figur 2 einerseits als "Pyrolysegas" (Gasfraktion) und andererseits als "Pyrolysekoks und Wertstoffe" (Festfraktion) bezeichnet sind. Hierbei versteht es sich, daß eine etwa anfallende Flüssigfraktion Bestandteil der "Festfraktion" und/oder "Gasfraktion" sein kann. Bei dieser thermischen Vorbehand¬ lung werden z. B. folgende Verfahrensbedingungen einge¬ stellt: Temperaturen ca. 300 - 650° C sowie ein Entgasungsdruck von ca. 0,9 X 105 bisl,2 X 105 Pascal.
In einem Trennapparat, wie einem Windsichter, einem Sieb oder sonstigem kann die "Festfraktion" in ihre Bestand¬ teile "Pyrolysekoks" und "Wertstoffe" getrennt werden. Der "Pyrolysekoks" wird sodann über die Schleuse 4 dem Schacht¬ vergaser 100 aufgegeben.
Das in der thermischen Vorbehandlung anfallende "Pyrolysegas" (Gasfraktion) wird dem Primärgasbrenner 2 auf¬ gegeben .
* Während die in dem Schachtvergaser 100 anfallende Schlacke bei der Austragsschleuse 26 ausgetragen wird, fällt das Produktgas nach Durchströmen der Schüttung 11 am Gasaus¬ laß 6 an und wird von dort nach weiterer Reinigung von gas- und festen Verunreinigungen (H„S, HCL, Staub) einem mit BHKW bezeichneten Blockheizkraftwerk als gasförmiger Brennstoff für Arbeitsmaschinen z. B. Gasmotore oder Gasturbinen be¬ nutzt, wobei bei der in dem Blockheizkraftwerk stattfinden¬ den Verbrennung des Produktgases ein Rauchgas anfällt, das üblicher Weise über einen Kamin in die Atmosphäre abgegeben wird. Die Beheizung der Pyrolysetrommel kann sowohl direkt durch Verteuerung von Pyrolysegas oder indirekt durch Ent¬ nahme von Rauchgas aus dem BHKW durchgeführt werden.
Bezugszeicheπliste
1 Druckbehälter 32 feuerfeste Masse Primärgasbrenner 33 Außenisolieruπg Korb Schleuse 100 Schachtvergaser Inertgasspülleitung 101 Pyrolysebehandlungsstufe Gasauslaß 102 Vergasungsreaktor Kühlwasserzuführleitung 103 Kondensationsstufe Kühlwasserabführleitung 104 Pyrolysegasreiπiguπgsstufe Förderschnecke 105 Mahl-, Sieb- und/oder Förderschnecke Sichtstufe Schüttung 106 Trennstufe Oberfläche 107 Schneckeπ mas chine/Pumpe Schüttungsfläche 108 Gasreinigungsstufe Schlackenbad 109 Kraftwerk Primärgasstrahl Überlaufwehr Schlackenstrom Druckwasserstrahl Wasserbad Vorsprung Primärgaskammer Schlackenwanne Wasserstrahllanze Dampfdurchtrittsöffnung Dampfablaß Austragsschleuse Kondenzwasserablaß Ringsammler Ringverteiler Fallrohre Ringverteiler

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Synthese- und/oder Brenngasen aus festen oder pastösen, organische Bestandteile enthaltenden Rest- und Abfallstoffen und/oder minderwertigen Brennstoffen (Einsatzstoffen) mit Sauerstoff oder sauerstoff- haltigen Gasen und ggf. Wasserdampf unter Verwendung eines nach dem Flugstromprinzip arbeitenden oder als Schachtverga¬ ser ausgestalteten Vergasungsreaktors bei Temperaturen von etwa 800 °C bis etwa 1.700 °C und ggf. höher, dadurch gekennzeichnet, daß a) zunächst durch eine thermische Vorbehandlung unter Zu¬ fuhr von Wärme und im wesentlichen unter Vermeidung eines Verbrennens von Bestandteilen des Einsatzstoffes (Pyrolysebehandlung) , insbesondere in einem beheizten Drehrohr, in eine unter Betriebsbedingungen gasförmi¬ ge, insbesondere dampfförmige, und eine feste Fraktion getrennt wird, b) die Festfraktion als festes zu vergasendes Chargier¬ gut, ggf. nach Abtrennung von Wertstoffen, dem Verga- suπgsreaktor aufgegeben wird und c) die Gasfraktion ebenfalls dem Vergasungsreaktor aufge¬ geben oder nach einem Kondensationsschritt in der Weise in dem Herstellungsprozeß verwertet wird, daß die hinter der Kondensationsstufe anfallende Gasfrak¬ tion unmittelbar als Teil des Synthese- und/oder Brenngases mit dem hinter dem Vergasuπgsreaktor anfal¬ lenden Produktgasstrom vereinigt wird oder dem Verga¬ sungsreaktor oder der Pyrolysebehandlungsstufe zur Einbringung von Wärme für den endothermen Prozeß zuge¬ führt wird und die hinter der Koπdensationsstufe an¬ fallende Flüssigfraktioπ in einem anderen Prozeß ver¬ wertet oder den Vergasungsreaktor zur Vergasung und/ oder zur Einbringung von Wärme für den endothermen Vergasungsprozeß zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der Pyrolysebehandluπgssstufe anfallende Kör- nuπgsbandbreite der Festfraktion vor dem Vergasen in einem Flugstromvergasungsreaktor durch Mahlen, Sieben und/oder Sichten verringert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die hinter der Pyrolysebehandluπgsstufe anfal¬ lende Festfraktion und die hinter der Kondensationsstufe an¬ fallende Flüssigfraktion gemischt und, vorzugsweise mittels einer Pumpe oder Schneckeπmaschine, dem Vergasungsreaktor gemeinsam zugeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter dem Vergasungsreaktor und ggf. das hinter der Kondensationsstufe anfallende Produktgas, ggf. nach Entfernung etwa vorhandener Schadstoffe (Schadgasbe¬ standteile) als gasförmiger Brennstoff für den Betrieb eines, ggf. bereits vorhandenen, Kraftwerkes, insbesondere eines Blockheizkraftwerkes, verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eiπsatzstoff anorganische Rest- oder Abfallstoffe beigemischt werden.
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