Gaskühler mit Klopfvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Gaskühler (1) zum Kühlen von Synthesegas, das durch Vergasung gewonnen wird, mit einem druckbeständigen, sich zwischen einem Fußbereich (3) und einem gegenüber dem Fußbereich (3) höher angeordneten Kopfbereich (2) des Gaskühlers (1) erstreckenden Gasführungsrohr (4), durch welches das Synthesegas vorzugsweise von dem Kopfbereich (2) zu dem Fußbereich (3) strömt. Die Erfindung schlägt vor, an dem Gasführungsrohr (4) mindestens eine Klopfvorrichtung (9, 9') mit einem Klopfer (18) zur Übertragung von Klopfenergie anzuordnen. Mittels der übertragenen Klopfenergie können Ablagerungen von dem Gasführungsrohr (4) gelöst werden. Zweckmäßig ist es, in dem Gasführungsrohr (4) ein schwingungsfähig ausgebildetes und schwingfähig befestigtes Innenrohr (5) anzuordnen, durch das das Synthesegas strömt, und das Innenrohr (5) mit dem Klopfer (18) zu beaufschlagen. Die Klopfvorrichtung (9, 9') ist gasdicht ausgeführt und gasdicht mit dem Gasführungsrohr (4) verbunden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Gaskühler zum Kühlen von Synthesegas, das durch Vergasung gewonnen wird, mit einem Gasführungsrohr, das zwecks Kühlung von Synthesegas durchströmt wird. Das Gas ist vorzugsweise brennbar und kann einer thermischen Verwertung zugeführt werden. Es kann nach dem Kühlen und einer darauf folgenden Filterung oder Reinigung beispielsweise zur Stromerzeugung oder zu Heizzwecken verbrannt werden.

[0002] Das Patent EP 1 112 970 B1 offenbart eine Anlage und ein Verfahren zur Gewinnung von brennbarem Gas insbesondere aus Klärschlamm. Der Klärschlamm wird vorzugsweise getrocknet in einen Vergaser eingebracht und dort durch Erhitzen unter Luftmangel thermisch zersetzt, d.h. vergast wodurch man ein brennbares Gas oder Gasgemisch erhält. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass in dem so gewonnenen Synthesegas Schadstoffe enthalten sind, insbesondere Teer. Der Teer hat die Eigenschaft, dass er bei Abkühlung kondensiert und sich in dem Vergaser nachgeschalteten Rohrleitungen und Anlagen niederschlägt. Zur Abscheidung des Teeres schlägt das vorstehend genannte Patent vor, das durch die Vergasung von Klärschlamm gewonnene Synthesegas zu kühlen und anschließend durch den Klärschlamm als Filter zu leiten, der als Ausgangsstoff für die Vergasung dient. Beim Durchleiten des Synthesegases durch den Klärschlamm setzt sich der im gewonnenen Gas enthaltene Teer im Klärschlamm ab, der Teer wird aus dem Synthesegas herausgefiltert. Voraussetzung für die Filterung ist, das der Teer durch Kühlen des Synthesegas kondensiert wird. Zusammen mit dem Klärschlamm wird der herausgefilterte Teer dem Vergaser zugeführt und dort vergast, insbesondere in ein brennbares Gas umgewandelt.

[0003] Das bei der Vergasung gewonnene Synthesegas hat beim Austritt aus dem Vergaser eine Temperatur von deutlich mehr als 1.000 °C, die durch einen anschließenden speziellen Vorkühler (Rekuperator) beispielsweise bis auf etwa 650 °C abgesenkt wird. Bei dieser Temperatur liegt der Teer ausschließlich im gasförmigen Aggregatzustand vor. Nach dem Rekuperator wird das Synthesegas einem Gaskühler mit nachgeschaltetem Klärschlammfilter zur weiteren Abkühlung zugeführt. In einem Gasführungsrohr des Gaskühlers wird die Temperatur des Synthesegases weiter bis auf circa 120 °C herabgesetzt. Bei dieser Temperatur des Synthesegases kondensiert der Teer, damit er anschließend beim Durchleiten durch den Klärschlamm herausgefiltert wird. Es kommt jedoch noch nicht zu einer Kondensation von Wasserdampf.

[0004] Das an einem Gaseinlass in das Gasführungsrohr des Gaskühlers eintretende Synthesegas ist außer mit Teer noch mit kleinen Feststoffpartikeln belastet, die sich bei der Kühlung des Synthesegases, beispielsweise durch Quenchen, in dem Gasführungsrohr zusammen mit einem Teil des Teers absetzen. Durch Einspülen von Wasser in das Gasführungsrohr lässt sich das Synthesegas quenchen, das Gas also auf eine gewünschte Temperatur abkühlen. Beim Quenchen setzen sich die festen oder kondensierenden Bestandteile des Synthesegases vor allem in einem dem Gaseinlass nahen Bereich des Gasführungsrohres schichtförmig ab. Die Schicht verschmutzt das Gasführungsrohr und muss in der Regel bei Betrieb des Gaskühlers nach mehreren Wochen, beispielsweise alle sechs Wochen, entfernt werden. Das Entfernen der Schicht ist zum einen zeit- und arbeitsaufwändig, zum anderen muss die Anlage dafür außer Betrieb genommen werden. Dies mindert den Nutzungsgrad der Anlage, da in der Stillstandszeit kein Gas aufbereitet werden kann.

[0005] Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Reinigung des Gaskühlers zu vereinfachen und eine Möglichkeit vorzuschlagen, diese Reinigung insbesondere bei Betrieb des Gaskühlers vorzunehmen.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gaskühler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den rückbezogenen Ansprüchen zu entnehmen.

[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Gaskühler zum Kühlen von Synthesegas ist an dem Gasführungsrohr, in dem das Synthesegas gekühlt wird, eine Klopfvorrichtung mit einem Klopfer zur Übertragung von Klopfenergie angeordnet. Der Klopfer, der an einer Außenseite des Gasführungsrohres befestigt ist, kann beispielsweise mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben sein. Er ermöglicht eine kontinuierliche oder in beliebigen Zeitabständen periodische Entfernung von Bestandteilen, die sich beim Kühlen des Synthesegases in dem Gasführungsrohr als Verunreinigungen insbesondere als feste Schicht absetzen. Zur Entfernung der Schicht braucht der Gaskühler nicht außer Betrieb genommen zu werden.

[0008] Das durch den Gaskühler geleitete Synthesegas ist insbesondere durch die Vergasung von nicht-fossilen Energieträgern hergestellt, wobei der Gaskühler einen Fußbereich und einen gegenüber dem Fußbereich höher angeordneten Kopfbereich aufweist, zwischen denen sich das Gasführungsrohr erstreckt. Das Gasführungsrohr wird von dem Synthesegase von dem Kopfbereich zu dem Fußbereich hin oder in umgekehrter Richtung durchströmt. Es hat sich als günstig erwiesen, einen Gaseinlass an dem Kopfbereich und einen Gasaustritt an dem Fußbereich vorzusehen, so dass das Synthesegas in dem Gasführungsrohr von oben nach unten strömt. Beim Klopfen abfallende Partikel fallen schwerkraftbedingt nach unten in den Fußbereich des Kühlers, aus dem sie einfach entnehmbar sind. Vorzugsweise fallen die Partikel in den Klärschlamm bzw. den zu vergasenden Stoff und werden mit ihm der Vergasung zugeführt.

[0009] Vorzugsweise weist das Gasführungsrohr ein schwingungsfähig ausgebildetes und schwingfähig aufgenommenes Innenrohr auf, wobei das Synthesegas im Wesentlichen durch das Innenrohr strömt. Das Synthesegas wird dabei nur in dem Innenrohr des Gaskühlers gekühlt, so dass Ablagerungen hauptsächlich nur an einer Innenseite des Innenrohrs entstehen. Die von der Klopfvorrichtung ausgehende Klopfenergie wird auf das Innenrohr übertragen. Das Innenrohr ist zweckmäßigerweise dünnwandiger ausgeführt als das tragfähige und druckbeständige Gasführungsrohr. Es ist gegenüber dem dickwandigeren Gasführungsrohr, das ein tragendes Element des Gaskühlers bildet und damit kaum oder nur durch Übertragung sehr hoher Klopfenergie zum Schwingen gebracht werden kann, weitaus schwingungsunfähiger ausgebildet und schwingfähig mit dem Fußbereich, dem Kopfbereich oder dem Gasführungsrohr des Gaskühlers verbunden. Idealerweise geht dabei die Anbindung nur von einem Abschnitt des Innenrohres aus, so dass die anderen Abschnitte nicht eingespannt sind, sondern frei schwingen können. Demgegenüber ist das Gasführungsrohr mit seinen beiden Enden mit dem Kopf- und dem Fußbereich starr verbunden, was die Schwingfähigkeit des Gasführungsrohres stark einschränkt.

[0010] Das Innenrohr kann dadurch mit deutlich weniger Klopfenergie zum Schwingen und damit zum Lösen der Schicht angeregt werden, als das Gasführungsrohr. Das schwingungsfähige Innenrohr kann zudem mehr Klopfenergie aufnehmen und in Schwingungsenergie umwandeln als das äußere Gasführungsrohr. Dies unterstützt die Reinigungswirkung des Klopfers der Klopfvorrichtung. Es ist zweckmäßig, das Innenrohr nur an einem Ende an dem Gasführungsrohr, an dem Kopf- oder an dem Fußbereich des Gaskühlers zu befestigen. Auf diese Weise kann das Innenrohr besonders gut Klopfenergie aufnehmen um die Ablagerungen abzulösen. Besonders einfach kann dies realisiert werden, wenn das Gasführungsrohr sich vertikal erstreckt, indem das Innenrohr beispielsweise mit einer Kette oder mehreren Ketten in dem Kopfbereich des Gaskühlers aufgehängt wird.

[0011] Das Innenrohr ermöglicht eine Wärmedämmung des Gasführungsrohrs ohne Schwingungsdämpfung des Innenrohrs.

[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beaufschlagt der Klopfer der Klopfvorrichtung das den Großteil des Synthesegases führende Innenrohr. Damit werden vom Klopfer intermittierend ausgehende Stoßimpulse besonders effektiv als Klopfenergie auf das Innenrohr übertragen. Besonders günstig ist es, wenn das Gasführungsrohr einen Durchtritt für einen Stößel der Klopfvorrichtung aufweist, den der Klopfer betätigt, wobei die Klopfvorrichtung gasdicht ausgeführt und gasdicht mit dem Gasführungsrohr verbunden ist. Dies ist notwendig, da das durch das Gasführungsrohr bzw. durch das in dem Gasführungsrohr angeordnete Innenrohr strömende Synthesegas einen Überdruck von typisch 300 mbar aufweist und bei einer Undichtigkeit des Gasführungsrohrs austreten würde. Aufgrund der hohen Temperatur des Gases, die zwischen 650 und 130 °C beträgt, würde sich das brennbare Synthesegas beim Kontakt mit dem Luftsauerstoff sofort an der Austrittsstelle entzünden.

[0013] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Stößel der Klopfvorrichtung in einer Grundstellung an dem Innenrohr anliegt und dass die Klopfvorrichtung einen metallischen Faltenbalg (Wellrohr) als Federelement für den Klopfer bzw. für den Stößel der Klopfvorrichtung aufweist. Hierdurch wird das Innenrohr ohne Verzögerung und Verlust von Klopfenergie direkt mit den von dem Klopfer ausgehenden Stoßimpulsen beaufschlagt, wobei der Stößel bzw. der Klopfer durch das Federelement nach jedem Stoß in seine Grundstellung zurückkehrt. Indem das Federelement als Faltenbalg ausgeführt ist, übernimmt es gleichzeitig die Abdichtung zwischen dem Klopfer bzw. dem Stößel der Klopfvorrichtung und dem Gasführungsrohr.

[0014] In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gaskühlers ist in dem Kopfbereich ein beispielsweise trichterförmiges oder lochscheibenförmiges Leitelement für das Synthesegas angeordnet, das einen ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Gasführungsrohr und dem Innenrohr überdeckt. Das Leitelement deckt den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Gasführungsrohr ab, ohne ihn abzudichten. Damit behindert das Leitelement das Innenrohr in seiner Schwingfähigkeit nicht. Nur ein geringer Volumenanteil des durch den Gaskühler strömenden Synthesegases strömt an dem Innenrohr außen vorbei. Der überwiegende Volumenanteil des zu kühlenden Synthesegases wird vom Leitelement in das Innenrohr gelenkt. Bei der Kühlung des Synthesegases lagern sich Kondensate aus dem Synthesegas und von dem Synthesegas mitgeführte feste Schwebstoffpartikel an der Innenseite des Innenrohres als Ablagerungsschicht ab. Die Ablagerungen verringern sich mit zunehmenden Abstand vom Einströmende. Da die Klopfvorrichtung vorzugsweise das Innenrohr beaufschlagt und dabei die gesamte Klopfenergie als Schwingungsenergie im Wesentlichen auf das Innenrohr überträgen wird, können die dort auftretenden Ablagerungen besonders wirkungsvoll entfernt werden.

[0015] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem Kopfbereich des Gaskühlers eine Quencheinrichtung zur Kühlung des Synthesegases und zur Förderung von Kondensatbildung angeordnet. Viele chemische unter Druck betriebene Prozesse, bei denen heiße Gase oder heiße Gasgemische vorkommen, beinhalten einen Verfahrensschritt zum raschen Abkühlen des Gases oder Gasgemisches unter partieller oder vollständiger Kondensation. Einen solchen Schritt des raschen Abkühlens bezeichnet man gemeinhin als "Quenchen". Beim Quenchen wird im Allgemeinen das heiße Gas oder Gasgemisch, bei dem erfindungsgemäßen Gaskühler das den Gaskühler durchströmende Synthesegas, mit einer vergleichsweise großen Menge eines Kühlmediums in Kontakt gebracht und dabei zumindest teilweise kondensiert. Als Kühlmedium kann insbesondere ein Wassersprühnebel verwendet werden, der von dem Kopfbereich des Gaskühlers in das Innenrohr eingesprüht wird. Der Sprühnebel verdampft und entzieht dem Synthesegas Wärme. Das Synthesegas kühlt ab. Dabei kondensieren abhängig von der erreichten Temperatur des Synthesegases vom Synthesegas mitgeführte gasförmige Bestandteile. Die kondensierten Bestandteile und/oder der Wasserdampf binden die im Synthesegas enthaltene Feststoffpartikel und setzen sich zumindest teilweise innen am Innenrohr fest.

[0016] Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, einem Gaseinlass des Gaskühlers für das Synthesegas, der vorzugsweise in dem Kopfbereich des Gaskühlers angeordnet ist, einen Zyklonabscheider vorzuschalten. Mit dem Zyklonabscheider werden Feststoffpartikel bestimmter Größe und/oder Masse durch eine auf das Synthesegas einwirkende Zentrifugalkraft vor dem Eintritt in den Gaskühler aus dem Gas abgeschieden. Nach dem Zyklonabscheider weist das Synthesegas in der Regel nur noch feine Feststoffpartikel auf. Das Synthesegas ist vorgereinigt, so dass der Gaskühler beim Kühlen des Synthesegases weniger verunreinigt wird und somit insbesondere weniger Ablagerungen an dem Gasführungsrohr bzw. an dem Innenrohr auftreten. Damit vergrößern sich speziell die Zeitabstände zwischen notwendigen Reinigungen, bei denen mittels der Klopfvorrichtung Ablagerungen vom Innenrohr gelöst werden.

[0017] Der erfindungsgemäße Gaskühler weist vorzugsweise ein in Strömungsrichtung des Synthesegases nach dem Gasführungsrohr bzw. dem Innenrohr angeordnetes Filter auf, dessen Filtermaterial der zu vergasende Ausgangsstoff ist. Bei einem an dem Kopfbereich des Gaskühlers angeordneten Gaseinlass ist das Filter in dem Fußbereich untergebracht. Für die thermische Verwertung sind überwiegend nicht-fossile, in einem Vergaser zu dem Synthesegas vergasbare Ausgangsstoffe vorgesehen, insbesondere nachwachsende Rohstoffe oder anfallende Biostoffe. Vorzugsweise wird als Ausgangsstoff Klärschlamm gewählt. Das Filtermaterial des Filters besteht aus diesen regenerativen und zu vergasenden Ausgangsstoffen.

[0018] Zur Kühlung des Synthesegases mit dem Gaskühler wird Wasser durch eine oder mehrere Wasserdüsen in das Gasführungsrohr bzw. das Innenrohr eingespritzt.

[0019] Vorzugsweise endet das Innenrohr des Gaskühlers vor dem Filter, so dass die Schwingungsfähigkeit des Innenrohrs durch das Filter nicht eingeschränkt ist. Abhängig von der Länge des Gasführungsrohres bzw. des Innenrohres kann es zweckmäßig sein, an dem Gasführungsrohr zwei Klopfvorrichtungen in einem unterschiedlichen Abstand zu dem Kopf- und dem Fußbereich anzuordnen. Da nahe dem Gaseinlass an dem Gasführungsrohr bzw. dem Innenrohr beim Kühlen des Synthesegases deutlich mehr Ablagerungen entstehen als weiter entfernt, ist es vorteilhaft, auf einen dem Gaseinlass naheliegenden Kühlbereich des Gaskühlers einen ersten Klopfer und auf den daran anschließenden dem Gaseinlass ferneren Kühlbereich einen zweiten Klopfer einwirken zu lassen.

[0020] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung. Die einzelnen Merkmale der Erfindung können für sich allein oder zu mehreren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein.

[0021] Es zeigen in schematischer Darstellung:

Figur 1

einen erfindungsgemäßen Gaskühler in Längsschnittdarstellung;

Figur 2

ein eingangsseitiges Ende eines Gasführungsrohres mit Innenrohr und Klopfvorrichtung des Gaskühlers gemäß Figur 1, in vergrößerter Darstellung;

Figur 3

die Klopfvorrichtung aus Figur 1 in Detailansicht; und

Figur 4

einen Kopfbereich des Gaskühlers gemäß Figur 1 mit einer Quencheinrichtung.

[0022] Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Gaskühler 1 zum Kühlen von Synthesegas, das durch Vergasung eines regenerativen Ausgangsstoffes gewonnen wird. Der Gaskühler 1 weist einen Kopfbereich 2 und einen Fußbereich 3 auf, zwischen denen ein Gasführungsrohr 4 angeordnet ist. In dem Gasführungsrohr 4 ist ein schwingungsfähiges Innenrohr 5 schwingfähig aufgehängt. Der Kopfbereich 2 weist einen Gaseinlass 6 und der Fußbereich 3 einen Gasauslass 7 für das Synthesegas auf. In Strömungsrichtung nach dem Innenrohr 5 ist ein Filter 8 aus dem für die Vergasung vorgesehenen Ausgangsstoff angeordnet, durch den das gekühlte Synthesegas hindurchtritt, bevor es zu dem Gasauslass 7 gelangt. Das Gasführungsrohr 4 erstreckt sich vertikal zwischen dem Kopfbereich 2 und dem Fußbereich 3 des Gaskühlers 1, wobei das Innenrohr 5 konzentrisch von dem Gasführungsrohr 4 aufgenommen ist und vor dem Filter 8 endet. Das Gasführungsrohr 4 weist eine Klopfvorrichtung 9 zur Übertragung von Klopfenergie auf das Innenrohr 5 auf, mittels der in der Zeichnung nicht dargestellte feste Ablagerungen von einer Innenseite 10 des Innenrohrs 5 gelöst werden können. Der Filter 8 ist bis etwa zu dem Trichter, der das Filter 8 abdeckt und das Gasführungsrohr 4 trägt, mit Filtermaterial gefüllt. Das Filtermaterial reicht auf jeden Fall bis über den Gausauslass 7. Das Filtermaterial ist getrockneter Klärschlamm oder ein sonstiger zu vergasender Stoff.

[0023] Der Kopfbereich 2 weist in Verlängerung des Innenrohrs 5 eine Quencheinrichtung 11 auf, die das Synthesegas durch Zugabe von Wasser in dem Innenrohr 5 kühlt. Das Wasser wird vertikal in das Innenrohr 5 eingesprüht und verdampft in dem Innenrohr 5, wobei sich der Wasserdampf in dem Synthesegas löst.

[0024] Die Vergasung des regenerativen Ausgangsstoffes erfolgt in einem nicht dargestellten Vergaser, aus dem das Synthesegas austritt und einem dem Gaseinlass 6 des Gaskühlers 1 vorgeschalteten Zyklonabscheider zugeführt wird, bevor es in den Gaskühler 1 eintritt. Der Vergaser und der Zyklonabscheider sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Als Ausgangsstoff für die Vergasung wird vorzugsweise getrockneter Klärschlamm verwendet, das auch als Filter 8 in dem Fußbereich 3 des Gaskühlers 1 genutzt und von dem durchgeleiteten Synthesegas getrocknet wird.

[0025] Ein Außendurchmesser des Innenrohrs 5 ist gegenüber einem Innendurchmesser des Gasführungsrohres 4 kleiner, so dass sich bei konzentrischer Anordnung von dem Innenrohr 5 und dem Gasführungsrohr 4 ein ringförmiger Zwischenraum 12 zwischen diesen ergibt. Oben, also am Gaseintritt, wird der Zwischenraum 12 von einem trichterförmigen Leitelement 13 abgedeckt, das den Zwischenraum 12 nicht abdichtet. Das Synthesegas strömt dadurch im Wesentlichen durch das Innenrohr 5, das von der Klopfvorrichtung 9 bei einem Reinigungsvorgang beaufschlagt wird. In das Innenrohr 5 wird Wasser zur Kühlung des Synthesegases durch eine oder mehrere in der Zeichnung nicht dargestellte, der Quencheinrichtung 11 zugeordnete Wasserdüsen eingesprüht.

[0026] Das zu kühlende Synthesegas strömt mit einer typischen Temperatur von beispielsweise etwa 600 °C durch den Gaseinlass 6 in den Kopfbereich 2 des Gaskühlers 1 ein und wird von dort aus in das Innenrohr 5 geleitet. Beim Durchströmen des Innenrohrs 5 erniedrigt sich die Temperatur des Synthesegases bis zum Erreichen des Filters 8 auf eine charakteristische Temperatur von etwa 120 °C. Die Temperatur wird durch die eingespritzte Wassermenge gesteuert. In dem Gas enthaltene Feststoffpartikel bilden mit dem kondensierten Teer eine klebrige Masse, die sich vor allem in einem oberen, dem Kopfbereich 2 nahen Bereich des Innenrohres 5 als Schicht absetzt. Die so entstehende Schicht muss von Zeit zu Zeit, beispielsweise nach einigen Wochen Betriebsdauer des Gaskühlers 1 mittels der Klopfvorrichtung 9 entfernt werden. Bei einer Temperatur über 120 °C bleibt das in das Synthesegas eingesprühte Wasser und der Teer in dem Synthesegas gelöst, wobei der im Gas enthaltene Teer bei der weiteren Abkühlung auf 120 °C zu Teertröpfchen kondensiert, die in dem vorzugsweise aus getrocknetem Klärschlamm bestehenden Filter 8 beim Durchleiten ausgefiltert werden.

[0027] Das in das Innenrohr 5 zur Kühlung des Synthesegases eingesprühte Wasser tritt im Synthesegas gelöst aus dem Gasauslass 7 aus dem Fußbereich 3 des Gaskühlers 1 aus, nachdem es das Filter 8 passiert hat. Bei der Durchleitung des Synthesegases durch den Klärschlamm im Filter 8 nimmt das Synthesegas zusätzlich Wasser auf, das in dem Klärschlamm des Filters 8 als Feuchte enthalten ist. Das mit der Vergasung gewonnene Synthesegas trocknet den Klärschlamm nach der Abkühlung im Innenrohr 5 beim Durchtritt durch das Filter 8. Nach dem Gasauslass 7 kann das Synthesegas einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kondensator zum Feuchtigkeitsentzug zugeführt werden, der das Wasser aus dem Synthesegas zumindest teilweise entfernt.

[0028] Figur 2 zeigt den Übergang von dem Kopfbereich 2 zu dem Gasführungsrohr 4 mit Innenrohr 5 in einer Ausschnittsvergrößerung mit einer anderen Blickrichtung als Figur 1. In dieser Ansicht ist eine zweite Klopfvorrichtung 9' sichtbar, die das Innenrohr 5 mit einem Stößel 14 mit Klopfenergie beaufschlagen kann. Das Innenrohr 5 ist mit drei Halteketten 15, von denen in Figur 2 nur eine sichtbar ist, in dem Gasführungsrohr 4 aufgehängt. Dazu weist das Gasführungsrohr 4 Einhängehaken 16 und das Innenrohr 5 gegensinnig angeordnete Tragehaken 17 zum Befestigen der Halteketten 15 auf. Das Innenrohr 5 ist gegenüber dem umgebenden tragfähigen Gasführungsrohr 4 dünnwandiger ausgebildet. Dies unterstützt die Ausbreitung der von der Klopfvorrichtung 9' ausgehenden Schwingungsenergie. Die Figur 2 zeigt außerdem das Leitelement 13 für das Synthesegas, das in der Figur 4 nochmals in einer anderen Perspektive dargestellt ist. Die dem Kopfbereich 2 nahe Klopfvorrichtung 9' entspricht im Aufbau und in der Funktionsweise der in der nachfolgenden Figur 3 dargestellten, dem Fußbereich 3 naheliegenden Klopfvorrichtung 9.

[0029] Die Figur 3 zeigt die Klopfvorrichtung 9 aus Figur 1 vergrößert, die einen Klopfer 18 aufweist, der auf den Stößel 14 einwirkt. Die Klopfvorrichtung 9 ist gasdicht ausgeführt und gasdicht mit dem Gasführungsrohr 4 verbunden. Das Gasführungsrohr 4 weist einen Durchtritt 19 für den Stößel 14 auf, von dem sich der Stößel 14 von dem Klopfer 18 bis zu dem Innenrohr 5 erstreckt. Der Stößel 14 liegt in einer Grundstellung, wie sie in der Figur 3 abgebildet ist, an dem Innenrohr 5 an, wobei eine Prallplatte 20 dem Stößel 14 gegenüberliegend an dem Innenrohr 5 angeordnet ist. Die Prallplatte 20 beugt auf Dauer Beschädigungen des Innenrohrs 5 durch den Stößel 14 vor. Der Klopfer 18 ist im Ausführungsbeispiel pneumatisch betrieben, wobei auch ein anderer, beispielsweise hydraulischer, elektrischer oder mechanischer Antrieb nicht ausgeschlossen ist. Von dem Gasführungsrohr 4 steht ein Befestigungsrohr 21 für den Klopfer 18 radial ab, an dem die Klopfvorrichtung 9 befestigt ist. Die Klopfvorrichtung 9 weist zwischen dem Klopfer 18 und dem Befestigungsrohr 21 einen als Federelement ausgebildeten metallischen Faltenbalg 22 (Wellrohr) auf, der einerseits den Klopfer 18 gegenüber dem Befestigungsrohr 21 abdichtet und andererseits den Stößel 14 mit Federkraft beaufschlagt, so dass dieser in einer Grundstellung am Innenrohr 5 anliegt.

[0030] In Figur 4 ist der Übergang von dem Kopfbereich 2 zu dem Gasführungsrohr 4 und dem Innenrohr 5 als vergrößerter Ausschnitt aus der Figur 1 abgebildet. Der an dem Kopfbereich 2 vorgesehene Gaseinlass 6 erstreckt sich senkrecht zu dem Gasführungsrohr 4 mit dem Innenrohr 5 und zu der konzentrisch zu den Rohren 4, 5 angeordneten Quencheinrichtung 11. Die Klopfvorrichtung 9' ist ebenfalls zu sehen. Den Übergang von dem Kopfbereich 2 zu dem Gasführungsrohr 5 bildet das Leitelement 13, das auf das tragfähige Gasführungsrohr 4 oben aufgesetzt ist und den Kopfbereich 2 des Gaskühlers 1 trägt. Das Leitelement 13 ist stirnseitig mit dem Gasführungsrohr 4 und dem Kopfbereich 2 gasdicht verbunden, insbesondere verschraubt.

[0031] Das trichterförmige Leitelement 13 überdeckt das Innenrohr 5 stirnseitig mit axialem Abstand, so dass das zu kühlende Synthesegas im Wesentlichen innen durch das Innenrohr 5 strömt. Das Leitelement 13, das den Zwischenraum 12 zwischen dem Gasführungsrohr 4 und dem Innenrohr 5 übergreift, weist außerdem eine Anzahl von sich radial nach innen erstreckenden Leitblechen 23 auf. Die Leitbleche 23 vermeiden Drall beim Eintritt des Synthesegases in das Innenrohr 5.

Ansprüche

1. Gaskühler (1) zum Kühlen von Synthesegas, das durch Vergasung gewonnen wird, mit einem Gasführungsrohr (4), das vom Synthesegas durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gasführungsrohr (4) eine Klopfvorrichtung (9, 9') mit einem Klopfer (18) zur Übertragung von Klopfenergie angeordnet ist.

2. Gaskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasführungsrohr (4) ein Innenrohr (5) aufweist, das schwingungsfähig ausgebildet und schwingfähig in dem Gasführungsrohr (4) aufgenommen ist, wobei das Synthesegas im Wesentlichen durch das Innenrohr (5) strömt.

3. Gaskühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klopfer (18) das Innenrohr (5) beaufschlagt.

4. Gaskühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasführungsrohr (4) einen Durchtritt (19) für einen Stößel (14) der Klopfvorrichtung (9, 9') aufweist, den der Klopfer (18) betätigt, wobei die Klopfvorrichtung (9, 9') gasdicht ausgeführt und gasdicht mit dem Gasführungsrohr (4) verbunden ist.

5. Gaskühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (14) der Klopfvorrichtung (9, 9') in einer Grundstellung an dem Innenrohr (5) anliegt.

6. Gaskühler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfvorrichtung (9, 9') einen Faltenbalg (22) als Federelement für den Klopfer (18) bzw. den Stößel (14) der Klopfvorrichtung (9, 9') aufweist.

7. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Übergang von dem Kopfbereich (2) zu dem Gasführungsrohr (4) ein Leitelement (13) für das Synthesegas angeordnet ist, das einen ringförmigen Zwischenraum (12) zwischen dem Gasführungsrohr (4) und dem Innenrohr (5) abdeckt.

8. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kopfbereich (2) eine Quencheinrichtung (11) zur Kühlung des Synthesegases und zur Förderung von Kondensatbildung angeordnet ist.

9. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Gaseinlass (6) des Gaskühlers (1) für das Synthesegas, der vorzugsweise an dem Kopfbereich (2) angeordnet ist, ein Zyklonabscheider vorgeschaltet ist.

10. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußbereich (3) einen Filter (8) aufweist, dessen Filtermaterial ein zu vergasender Ausgangsstoff ist.

11. Gaskühler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (5) vor dem Filter (8) endet.

12. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsstoff Klärschlamm ist.

13. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gasführungsrohr (4) zwei Klopfvorrichtungen (9, 9') in einem unterschiedlichen Abstand zu dem Kopfbereich (2) und zu dem Fußbereich (3) angeordnet sind.

14. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gasführungsrohr (4) vertikal erstreckt.

15. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasführungsrohr (4) außenseitig eine Wärmedämmung aufweist.

Zeichnung