(19)
(11) EP 0 358 923 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
21.03.1990  Patentblatt  1990/12

(21) Anmeldenummer: 89114339.8

(22) Anmeldetag:  03.08.1989
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)5C10J 3/84
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE ES FR GB GR IT LI LU NL SE

(30) Priorität: 16.08.1988 DE 3827702

(71) Anmelder:
  • HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
    65929 Frankfurt am Main (DE)
  • RUHRKOHLE ÖL UND GAS GMBH
    D-46236 Bottrop (DE)

(72) Erfinder:
  • Hederer, Hartmut, Dr.
    D-4600 Dortmund 50 (DE)
  • Buchenau, Rolf
    D-4600 Dortmund 1 (DE)
  • Victor, Dieter
    D-4355 Waltrop (DE)
  • Schleper, Bernard
    D-4200 Oberhausen 11 (DE)
  • Hoffmann, Harald, Dr.
    D-5203 Much (DE)
  • Dürrfeld, Rainer, Dr.
    D-4300 Essen 15 (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff-Vergasung


    (57) Bei einem Verfahren und eirner Vorrichtung zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff-Vergasung mit Gehalten an körnigen und staubigen Feststoffpartikeln soll eine Lösung gefunden werden bei der Feststoffpartikel jedweder Größe vor Eintritt in folgende Kühleinrichtungen weitgehend aus dem Rohgas ent­fernt werden.
    Dies wird dadurch erreicht, daß das Rohgas in einer ersten Reinigungsstufe aus der Vergasungszone gradlinig in Richtung eines Gasstauraumes geführt wird, wodurch die körnigen Fest­stoffpartikel am Boden des Gasstauraumes abgeschieden werden und daß in einer zweiten Reinigungsstufe das teilweise gerei­nigte Rohgas vom Gasstauraum seitlich weggelenkt eine min­destens um den Faktor 3 reduzierte Geschwindigkeitsänderung erfährt und nach erneuter Gasumlenkung im wesentlichen in senkrechter Richtung durch ein Feststoff-Filter geführt wird, wodurch die staubigen Festpartikel aus dem Rohgas entfernt werden.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff-Vergasung mit Gehal­ten an körnigen und staubigen Feststoffpartikeln. Unter Feststoff-Vergasung wird insbesondere die Vergasung von Stein­kohle oder Braunkohle verstanden. Die Kohle kann sowohl als Kohlenstaub als auch als Aufschlämmung zusammen mit dem Oxida­tionsmittel wie z.B. Luft oder sauerstoffangereichterte Luft in den Vergasungsreaktor geführt werden. Das gewonnene heiße Rohgas kann sowohl durch die aufgegebene Kohleschicht geleitet oder auch frei in entgegengesetzter Richtung aus dem Verga­sungsreaktor abgeführt werden. Die Erfindung betrifft nicht die Reinigung von Rohgas welches durch die aufgegebene Kohle­schicht abgeleitet wird, sondern nur von solchem das frei ab­geführt wird.

    [0002] Vorteilhaft ist es, bei letzterer Gasführung die flüssigen Schlackenanteile erst durch bekannte Maßnahmen zu verfestigen, da sich Festschlackenteile einfacher aus dem Gasstrom entfer­nen lassen.

    [0003] Rohgas aus oben beschriebener Feststoff-Vergasung ist nicht Feststoff-frei sondern muß vor der Weiterverarbeitung einer Abtrennung der Feststoff-Teile unterzogen werden. Dabei ist es erforderlich, die Feststoffe vor jeder weiteren Behandlung des Rohgases, wie z.B. Abkühlung von diesem abzutrennen. Dieser Forderung konnte bisher nicht oder nur in ungenügender Form nachgekommen werden.

    [0004] Nach DE-PS 32 23 702 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Syn­thesegas bekannt, bei dem in einen Reaktor Kohlenstaub und oxidierendes Gas eingeführt werden. Um unteren Teil des Reak­tors wird die grobe Asche gesammelt und abgezogen während Syn­thesegas zusammen mit der Flugasche in Form von Staub über eine Leitung in einen Wärmetauscher geführt wird, der gleich­zeitig Flugascheabscheider ist. Wegen der stark unterschied­lichen Gasgeschwindigkeiten und dem langen Gasweg bis zu einem Zyklon nach dem Wärmetauscher kommt es zwangsläufig zu uner­wunschten Staubablagerungen, im wesentlichen im Wärmetauscher. Damit wird der Wirkungsgrad des Wärmetauschers stark einge­schränkt bzw. eine periodische Reinigung in kurzen Zeitabstän­den erforderlich.

    [0005] Nach der EP-PS 0 077 851 ist eine Gaskühler-Anordnung zum Ab­kühlen der Reaktionsprodukte eines Kohlevergasungsreaktors be­kannt. Mit der neuen Gaskühler-Anordnung soll eine Abscheidung von kleinen Aschepartikeln auf den Rohren des konvektiven Gas­kühlers erzielt werden. Dies wird dadurch erzielt, daß der konvektive Gaskühler mindestens einen Steigzug für das zu küh­lende Gas umfaßt. Um Verschmutzungen an den Gaskühlerflächen zu beseitigen, müssen allerdings spezielle Rohrreinigungsmittel, wie z.B. Rußbläser, eingebaut werden.

    [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Verga­sung von Feststoffen anfallenden Feststoffpartikel jedweder Größe vor Eintritt in Kühleinrichtungen weitgehend aus dem Rohgas zu entfernen.

    [0007] Die Aufgabe wird erfindungsmäßig gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1.

    [0008] Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren in einer Vorrichtung ausgeführt die sich dadurch kennzeichnet, daß der Vergasungsreaktor im unteren Teil einen Gasauslaß auf­weist, an den peripher der Gaszuströmraum anschließt, der oberhalb des Festbettfilters angeordnet ist.

    [0009] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß verfahrenstechnisch zeitlich unmittelbar hinterein­ander die Grob- und Feinreinigung des Rohgases von körnigen und staubigen Festpartikeln erfolgt, ohne Zwischenschalten von anfälligen Gaswegstrecken oder weiteren Behältern. Wegen der weiterhin direkten Folge der starken Gasgeschwindigkeits-­Reduzierung nach der Gasrichtungsänderung kommt er zu einer gleichmäßigen Durchströmung der folgenden Filterfläche. Dies wird erfindungsgemäß auch dadurch erreicht, daß das von den körnigen Festpartikeln befreite noch staubhaltige Rohgas eine Fläche durchströmt, die mindestens 3 mal größer ist als die Kreisfläche des Gasauslaßrohrers aus dem Vergasungsreaktor.

    [0010] Die Erfindung wird anhand des Ausführungsbeispiels näher be­schrieben.
    zu reinigende Gasmenge: 7 040 m³/h
    Zusammensetzung: CO 42 %
      H₂ 30 %
      CO₂ 11 %
      H₂O 15 %
    sonstige Gasanteile   2 %
    Staubgehalt: 46,7 g/m³ i.N.
    davon:
    ca. 85 % körnige Festpartikel
    ca. 15 % staubige Festpartikel
    Gastemperatur 500 - 700 °C
    Feststoff-Filtermaterial: Bausand
    Sandkörnung 0,5 - 3 mm
    Bett-Temperatur 500 - 700 °C
    erreichbare Abscheidegrade: 90 - 99 %

    [0011] Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

    Fig. 1 Prinzipskizze des Verfahrens

    Fig. 2: Vorrichtung mit einem Festbettfilter



    [0012] Nach Fig. 1 strömt aus dem nicht vollständig dargestellten Vergasungsreaktor 1, frei-wählbarer Bauart,das Rohgas über den trichterförmigen Rohgasauslaß 2 am Boden des Reaktors ab. Unterhalb des trichterförmigen Rohgasauslasses 2 befindet sich der Gasstauraum 3. Von hier aus muß das Gas radial seitlich und nach oben in den Filterzuströmraum 4 entweichen. Die im Rohgas enthaltenen körnigen Festpartikel werden von der Gasum­lenkung nicht mitgerissen, sondern infolge ihrer Flieh- oder Schwerkraft in den Aschesammelraum 5 am Boden des Gasstauraumes geschleudert. Von hier aus werden sie taktweise über eine Schleuse 6 bekannter Bauart abgezogen. Aus dem Filterzuströmraum 4 tritt das noch mit Staubpartikeln von 0 bis 200 µm verschmutzte Rohgas in das Festbettfilter 7 ein, durchströmt dieses und sammelt sich im Abströmraum 8 um von hier über einen Auslaß 9 einer weiteren Wärmerückgewinnung zu­geführt zu werden. Die Temperatur des gereinigten Rohgases liegt noch oberhalb 500 °C.

    [0013] Nach Fig. 2 ist im unteren Teil des Vergasungsreaktors 1 ein Strahlungskühler 10 eingebaut um die Temperatur des Rohgases auf 500 - 700 °C zu senken. Den Strahlungskühler durchströmt das Rohgas, ohne daß es zu merklicher Ablagerung von Fest­stoffpartikeln auf den Wärmetauscherflächen kommt. Der Aschesammelraum 5 kann auch als Wasserbad ausgebildet sein. Das Festbettfilter 7 als Ringfläche angelegt, besteht vorteil­hafterweise aus einer Mehrzahl von Ringsektoren, die einzeln über Zulaufleitungen 11 mit dem Material für das Feststoff-­Filter gefüllt werden. Nach Belegung der Filteroberfläche mit Staub wird die oberste Filterschicht über eine Gasrückspülung mittels der Düsen 12 zum Wegrutschen in den Aschesammelraum 5 gebracht. Das den Filter 7 durchströmende gereinigte Gas tritt in die Sammelleitung 13 ein und wird aus der Vorrichtung abge­zogen. Das Nachfüllen von frischem Filtersand wird in be­kannter Weise aus Sandspeicher 14 über die Zulaufleitungen 11 durchgeführt.


    Ansprüche

    1. Zweistufiges Verfahren zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff-Vergasung mit Gehalten an körnigen und staubigen Festpartikeln,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rohgas in der ersten Reinigungsstufe aus der Verga­sungszone geradlinig in Richtung eines Gasstauraumes (3) ge­führt wird, wodurch die körnigen Festpartikel am Boden des Gasstauraumes abgeschieden werden,
    daß das teilweise gereinigte Rohgas vom Gasstauraum (3) seit­lich weggelenkt wird, eine mindestens um den Faktor 3 redu­zierte Geschwindigkeitsänderung erfährt und nach erneuter Gas­umlenkung, im wesentlichen in senkrechter Richtung, in der zweiten Reinigungsstufe durch ein Feststofffilter geführt wird, wodurch die staubigen Festpartikel aus dem Rohgas ent­fernt werden.
     
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Feststoff-Filter ein rieselfähiges Sandbett-Filter ist.
     
    3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite Reinigungsstufe bei einer Temperatur oberhalb 500 °C durchgeführt wird.
     
    4. Vorrichtung zur Reinigung von Rohgas aus einer Feststoff-­Vergasung mit Gehalten an körnigen und staubigen Festparti­keln, wobei die Vorrichtung aus einem Vergasungreaktor mit senkrecht stehender Kühlstrecke besteht und mit unterem Rohgasauslaß (2) und Aschesammelraum (5),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß peripher an den Rohgasauslaß (2) der Filterzuströmraum (4) anschließt, der oberhalb des Festbettfilters (7) angeordnet ist.
     




    Zeichnung










    Recherchenbericht