DE2927240C2

DE2927240C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen von stückigen Brennstoffen mit Vorschwelung und Cracken der Schwelgase im Gasgenerator

Info

Publication number: DE2927240C2
Application number: DE2927240A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7095 Rainau Kiener
Original assignee: KIENER-PYROLYSE GESELLSCHAFT fur THERMISCHE ABFALLVERWERTUNG MBH 7000 STUTTGART DE; Kiener Pyrolyse Gesellschaft Fuer Thermische Abfallverwertung Mbh 7000 Stuttgart
Current assignee: Kraftwerk Union-Umwelttechnik 7000 Stuttgart GmbH
Priority date: 1979-07-05
Filing date: 1979-07-05
Publication date: 1985-10-31
Also published as: WO1981000112A1; EP0031351A1; DE2927240A1

Description

— daß <£e mit Teilverbrennung ablaufende thermische Crackung der Schwelgase unter intensiver Verwirbelung der Gase oberhalb des Schwelkokses in einem freien Reaktionsraum erfolgt,

— die so erhaltenen Reaktionsgase den Schwelkoks über dessen gesamten Querschnitt gleichmäßig verteilt durchströmen,

— der Schwelkoks von unten in einer Reaktionszone unter Wasserdampfzusatz vergast wird, und

— die Prouuktgase beider Vorgänge etwa miitig der Schwelkokssf ule abg* zogen werden.

2. Verfahren nach Anspruri i, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Schwelgase gesondert vom Schwelkoks dem Brenngasgenerator zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Schwelgase zusammen mit dem Schwelkoks dem Brenngasgenerator zügeführt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einem in mehrere übereinanderliegende Abteile unterteilten Schachtgenerator, der zumindest teilweise mit dem Schwelkoks gefüllt ist und in seinem oberen Bereich sowie in seinem Bodenbereich Zuführungen für vorgewärmte Luft sowie in einem mittleren Abschnitt Anschlüsse zum Absaugen der erzeugten Brenngase aufweist, dadurch gekennzeichnet,

— daß dem Schachtgenerator (2) in an sich bekannter Weise eine indirekt beheizte Schweltrommel (1) vorgeschaltet ist,

— daß der obere Teil des Schachtgenerators (2) als freie Wirbelkammer (27) für die Schwelgase ausgebildet ist,

— in welche ein mit den Schwelgasen und vorgewärmter Verbrennungsluft beschickter Ejek- eo torbrenner (24,26) mündet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil der Wirbelkammer (27) eine gasdurchlässige Trennwand (28,29) angeordnet ist, unterhalb der eine Eintragsvorrichtung (30) für den gesondert aus der Schweltrommel (1) ausgetragenen Schwelkoks angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug (36) für die Brenngase als Ringkanal (36) am Außenumfang des Schuchigenerators (2) ausgebildet isL

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Trommeiaustrag(132) für die Schwelgase und den Schwelkoks in die Wirbelkammer (27).

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergasen von stückigen Brennstoffen, wie bituminöse Steinkohlen, Braunkohlen, Holz, Stroh u. dgl, unter zumindest annäherndem Atmosphärendruck, bei dem die Brennstoffe durch indirekte Beheizung in einer Schwellrommel verschwelt und dann in einem Schachtvergaser die heißen Schwelgase durch Zuführen von vorgewärmter Luft thermisch gecrackt werden, der gebildete Schwelkoks durch Einführen eines sauerstoffhaltigen Vergasungsmittels vergast, das dabei gebildete heiße Brenngas durch eine Schwelkokssäule hindurchgesaugt wird, und die gecrackten Schwelgase zusammen mit den bei der Schwelkoksvergasung entstandenen Brenngasen gemischt abgesaugt «yerden.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung.

In den vergangenen Jahrzehnten sind bereits eine Vielzahl von Verfahren und Anlagen zur Vergasung, Pyrolyse und/oder Hochtemperatur-Destillation von Brennstoffen der unterschiedlichsten Art entwickelt worden, die zumindest teilweise auch in der Praxis verwirklicht wurden. Dabei handelt es sich durchwegs um eine anfängliche Verschweiung und/oder Verkokung der aufgegebenen Brennstoffe unter Luftabschluß durch direkte oder indirekte Beheizung, durch welche die flüchtigen Bestandteile ggf. unter thermischer Crakkung aus den festen Brennstoffen ausgetrieben und abgeschieden werden. Der bei diesem Vorgang gebildete Koks kann je nach der Art und Zusammensetzung der verwendeten Brennstoffe entweder als verkaufsfähiges Endprodukt abgezogen oder aber durch eine weitergehende thermische Behandlung durch Zuführen von Wasserdampf in vorzugsweise CH4-. CO- und Hi-haltige Brenngase vergast werden.

In der DE-PS 9 '2 468 ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases aus bituminösen Brennstoffen beschrieben, bei dem die Brennstoffe in einer ersten Kammer einer üblichen Koksofenbatterie entgast und die erhaltenen Destillationsgase über Rohrleitungen und eine Vorlage in eine zweite, gleich ausgebildete Kammer überführt werden, in welcher sich die glühenden, bereits fertig ausgegarten Destillationsrückstände eines vorherigen Entgasungsvorganges befinden. Dieser Kammer wird von außen durch die Kammerwände hindurch Wärme zugeführt. Um die Zusammensetzung der erzeugten Brenngase zu steuern, wird fein zerstäubter Brennstoff, z. B. öl oder Teer, zusammen mit dem heißen Rohgas in die zweite Kammer eingeführt. Der in der Verbindungsleitung fein zerstäubte Brennstoff bildet zusammen mit den heißen Rohgasen ein Warmaerosol, das in dem Lückenvolumen des glühenden Kokses gespalten wird. Neben dem Einsprühen von flüssigem Brennstoff kann auch Wasser oder Dampf den Rohgasen zugesetzt werden, um in dem glühenden Koks der zweiten Kammer die Wassergas-Reaktion durchzufüh-

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ren. Nach diesem Verfahren kann zwar ein im Heizwert angereichertes Brenngas erzeugt werden, der Koks in der zweiten Kammer nimmt jedoch nur in äußerst geringen Mengen an den Reaktionen teil, so daß eine Vergasung dieses Kokses nicht oder in praktisch nur unbedeutendem Maße eintritt

Aus der DE-PS 7 42 272 ist ein Verfahren zur Erzeugung eines kohlenwasserstoffarmen Gases aus bituminösen stückigen Brennstoffen bekannt, bei dem die stükkigen Brennstoffe im Mittelteil eines Schwel- und Entgasungsschachtes langsam nach unten absinken und durch aufsteigende heiße Gase erwärmt werden, welche in einer einzigen unteren Vergasungszone entstehen. Die Schwelgase werden fiber eine am oberen Ende des Schachtes angeschlossene Wassergas- und Schwelgasleitung in einen unteren Ringkanal geführt, aus dem sie durch eine Vielzahl von gegeneinander winkelversetzt angeordneten Mischern zusammen mit dem Sauerstoffträger in einen vom Schwelkoks freien Ringraum einströmen. In diesem Ringraum soll die Crackung der Schwelgase stattfinden und gleichzeitig sollen die angrenzenden Schwelkoksschichten so stark aufgewärmt werden, daß eine Entgasung erfolgt Das Verschwelen der stückigen Brennstoffe während ihrer Absinkbewegung im Schacht hat den Nachteil, daß über den gesamten Querschnittsbereich keine etwa konstanten Temperaturen eingehalten werden können, was insbesondere bei hohem Wassergehalt der Brennstoffe zu ungleichmäßig ablaufenden Schwelvorgängen führt

In der AT-PS 1 70 621 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Erzeugung von teerhaltigem und teerfreiem Gas beschrieben, bei welchem dem teerh altigen, wasserdampf reichen Rohgas vorgeheizte Sekundärluft zugesetzt und dieses Gemisch von oben durch eine Düse mit seitlichen Austrittschlitzen auf den entgasten Brennstoff in der Vergasungskammer geleitet wird. Der Vergasungskammer wird auch von unten durch einen Drehrost vorgewärmte Vergasungsluft zugesetzt und aus ihr das teerfreie Produktgas abgezogen. Alle therm' chen Vorgänge, d. h. das Verschwelen, Cracken und Entgasen, laufen in einem einzigen Reaktor ab. ohne daß die einzelnen Vorgänge wirksam beeinflußt oder gesteuert werden können.

Aus der DE-AS 24 32 504 ist ein Verfahren und eine Anlage zum Herstellen von Brenngasen aus stückigem, unvorbehaideltem Haus- und Industriemüll u.dgl. bekannt bei dem die zum Teil hohe Feuchteanteile enthaltenden Abfallstoffe in einer ersten Verfahrensstufe un ter ständiger Umwälzung durch indirekte Beheizung in einer Schweltrommel bc^; Temperaturen zwischen 300 und 600°C verschwelt werden. Die erhaltenen Schwelgase werd-n in einem naohgeschalteten Reaktor von oben eingeführt und unter seitlicher Zufuhr von vorgewärmter Luft in dem angefallenen Schwelkoks, aus dem vorher die unverbrennlichen Bestandteile aussortiert worden sind, bei Temperaturen zwischen 1000 und 1200⁰C im Abwärtszug gecrackt. Zu diesem Zweck durchströmen die Schwelgase eine aus glutheißem Schwelkoks gebildete Reaktionszone im Reaktor. Eine vollständige Vergasung des beim Schwelvorgang in der Schweltrommel gebildeten Schwelkokses ist U. a. wegen der relativ hohen Schadstoffanteile in den festen Schwelrückständen nicht beabsichtigt.

Aus der DE-PS 6 46 277 ist ein Gaserzeuger mit abwärts gerichtetem Zug und zweifacher Luftzuführung bekannt, in dem ein Brenngas aus bituminösen und zur Schlackenbildung neigenden Brennstoffen erzeugt wird.

Ein Teil der zur Ent- und Vergasung benötigten Luft wird vorgewärmt über ein zentrales Rohr eingeführt, das von oben durch die oberen Brennstoffschichten hindurchragt Schwel- und Wasserdämpfe werden in dieses Luftrohr eingesaugt und gelangen mit der Luft gemischt in die auch von unten, mittig mit Luft versorgte Feuerzone, wobei durch geeignete Mengenabstimmung der Schwelgase und der Luft ein Schmelzen der Schlacke in der inneren Feuerzone vermieden werden soll. Das Produktgas wird unten aus dem Vergasungsraum abgezogen, dient dem indirekten Erhitzen des Brennstoffes und der Luft und tritt danach aus dem Gasgenerator aus.

Schließlich ist aus der DE-PS 4 79 032 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung beständiger Gase aus vorzugsweise minderwertigen Brennstoffen zu entnehmen, bei dem die Gaserzeugung in drei verfahrenstechnisch gesonderten Vorgängen, nämlich Schwelen, Cracken durch Koksvergasung im Oberfeuer und Vergasen des Restkokses im Unterfeuer, erfolgt. Die gecrackten Schwelgase und die aus der Koksvergasung stammenden Brenngase werden miteinander durch eine Ringleitung in Koksbettmitte abgez^aen. Nachteilig ist jedoch auch bei dieser Verfahrensfüh. ung die Verschwelung der von oben eingegebenen Brennstoffe in einem Schacht in dem ein gleichmäßiger Ablauf der Schwelvorgänge über den gesamten Schachtquerschnitt nicht gewährleistet werden kann, und ferner das Crakken der Schwelgase im Koksbett sowie das Fehlen von Regel- und Steuermöglichkeiten, die über die Steuerung in den Heißluftzuführungen hinausgehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der angegebenen Gattung in der Weise weiterzubilden, daß eine gleichmäßige Ausschwelung der Brennstoffe und zum anderen eine gleichmäßige und vollständige thermische Spaltung der erhaltenen

Schwelgase ohne Oberhitzungen bei vollständiger Vergasung des Brennstoffes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit Teilverbrennung ablaufende thermische Crackung der Schwelgase unter intensiver Verwirbelung der Gase oberhalb des Schwelkokses in einem freien Reaktionsraum erfolgt, die so erhaltenen Reaktionsgase den Schwelkoks über dessen gesamten Querschnitt gleichmäßig verteilt durchströmen, der Schwelkoks von unten in einer Reaktionszone unter Wasserdampfzusatz vergast wird, und die Produktgase beider Vorgänge etwa mittig der Schwelkokssäule abgezogen werden.

Durch die Verwirbelung der Schwelgase mit der vorgewärmten Luft im Freiraum oberhalb des Koksbettes wird eine nahezu gleichmäßige Temperatur in diesem Reaktionsraum erreicht, die durch entsprechende Regelung der Luftmengen auf einfache Weise auf einen zur vollständigen Crackung der Schwelgase ausreichenden Wert eingestellt und gehalten werden kann. Dadurch wird sichergestellt, daß die thermisch gespaltenen Schwelgase mit etwa gleichen Temperaturen gleichmäßig über den gesamten Schachtquerschnitt veiteilt in die sich im Koksbett ausbildende heiße Reaktionszone gelangen, ohne daß Überhitzungszonen im Schwelkoks entstehen.

Die zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung enthält einen in mehrere übereinanderliegende Abteile unterteilten Schachtreaktor, der zumindest teilweise mit dem Schwelkoks gefüllt ist und in seinem oberen Bereich sowie in seinem Bodenbereich Zuführungen für vorgewärmte Luft sowie in seinem mittleren Abschnitt Anschlüsse zum Absaugen der erzeugten Brenngase aufweist. Erfindungsgemäß ist diesem Schachtreaktor in an sich bekannter Weise eine

indirekt beheizte Schweltrommel vorgeschaltet und sein oberer Teil ist als freie Wirbelkammer für die Schwelgase ausgebildet, in welche ein mit den Schwelgasen und vorgewärmter Verbrennungsluft beschickter Ejektorbrenner mündet.

Zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. 6s zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer ersten Ausführung,

Fig.2 den Brenngasgenerator der Anlage nach F i g. 1 in vergrößerter schematischer Darstellung,

F i g. 3 das Blockschaltbild einer anderen Ausführung mit gemeinsamer Beschickung des Brenngasgenerators mit Schwelgas und Schwelkoks.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält als Hauptaggregate eine Schweltrommel 1. einen Schachtgenerator 2 und einen Gasmotor 3.

Die stückigen bituminösen Brennstoffe werden über einen Trichter 4 mit in einem Eintragsschacht 7 angeordneten Schleusen 5,6 und einen Horizontalförderer 8 in das Eintragsende der Schvveltrommel 1 eingeführt. Die Schweltrommel 1 besteht aus einer Trommel 10, in welcher hohle, im wesentlichen längsgerichtete Einbauten 11 in Form von Längsrippen oder Schaufeln angeordnet sind. Diese Trommel 10 ist von einem Mantel 12 umgeben, der über eine Leitung 13 mit dem Auspuffsystem 14 des Gasmotors 3 in Verbindung steht. Auf diese Weise erfolgt die Beheizung der Schweltrommel indirekt durch die ca. 600⁰C heißen Auspuffgase des Gasmotors 3. Für den Anfahr- und/oder Notbetrieb ist an der Trommelaustragsseite ein Zusatzbrenner 15 vorgesehen, dessen Abgase in den Mantelraum 12 einströmen und die Verschwelung der Brennstoffe im Trommelinneren in Gang setzen. Im Normalbetrieb reicht jedoch das Wärmeangebot in den Auspuffgasen des Gasmotors 3 für eine vollständige Verschwelung von Brennstoffen auch mit hohem Asche- und Wassergehalt aus. Zur Intensivierung des Wärmeüberganges zwischen den heißen Auspüffgasen und dem Schwelgut sind die hohlen Einbauten 11 von den heißen Auspuffgasen durchströmt, wodurch sich einerseits die wärmeübertragenden Oberflächen vergrößern und zum anderen durch die Förderwirkung dieser Einbauten auch der Wärmeübergang zum Aufgabe- bzw. Schwelgut verbessert wird. Bei entsprechender Ausbildung dieser Einbauten 11 können deren Innenräume so vergrößert werden, daß sie selbst den Mantel 12 bilden. Nach dem Durchströmen der Einbauten 11 bzw. des Trommelmantels 12 werden die Auspuffgase über eine Leitung 16 mit Dosierventil 17 in die Atmosphäre abgeführt Die Leitung 16 ist durch eine Zweigleitung 18, ein Gebläse 19 und ein Dosierventil 20 mit dem Brenner 15 bzw. der eintragsseitigen Verteilerkammer 21 im Trommelmantel 12 verbunden, um die Temperatur der Heizgase durch Zumischen vorbestimmter, bereits abgekühlter Gasmengen zu steuern. Die Schweltrommel 1 ist in üblicher Weise in ihrer Neigung verstellbar auf — nicht dargestellten — Trag- und Antriebsrollen gelagert

Das in der Schweltrommel 1 erzeugte Schwelgas wird bei Temperaturen von 400 bis 500⁰C am Austragsende der Trommel über Rohrleitungen 22 einem Brenner 23 zugeführt, welcher in den oberen Teil des Schachtgenerators 2 ausmündet UnmitteFbar stromauf eines Ejektorteils 24 endet eine Zuführleitung 25 für die Verbrennungsluft, die in dem Ejektorteil 24 und dem daran anschließenden Diffusor 26 des Brenners 23 mit den Schwelgasen zu einer Teilverbrennung der Schwelgase intensiv vermischt wird.

Der Schachtgenerator 2 weist in seinem oberen Teil eine von Einbauten freie Kammer 27 auf, in welcher eine intensive Verwirbelung der durch den Brenner 23 einströmenden, teilverbrannten Schwelgase erfolgt. In dieser Kammer findet die thermische Crackung der durch die unterstöchiometrische Teilverbrennung auf ca. 1000 bis 1200⁰C aufgeheizten Schwelgase statt

ίο Nach unten wird diese Kammer 27 durch eine Trennwand 28 begrenzt, welche aus einer keramischen Platte von ca. 100 bis 200 mm Stärke besteht, in der eine Vielzahl von Löchern 29 in geeigneter Größe vorgesehen sind. Der Durchströmungswiderstand dieser Platte 28 bzw. der Löcher 29 wird so gewählt, daß in der Kammer 27 ein geringer Überdruck herrscht, der eine über den gesamten Querschnitt des schachtförmigen Brenngasreaktors gleichmäßige Durchströmung der Platte 28 gewährleistet.

In einem vorbestimmten Abstand unterhalb der gasdurchlässigen Trennwand 28 ist mindestens ein Eintragsförderer 30 vorgesehen, der als Eintragsorgan einen hydraulisch oder pneumatisch betätigten Kolbenschieber 31 aufweist Diesem Eintragsförderer 30 wird der Schwelkoks aus dem Austragsende der Schweltrommel 1 über eine Rutsche 32 und eine druckdichte Dosiereinrichtung 33 zugeführt Der Eintragsförderer 30 beschickt den Schachtgenerator 2 über eine seitliche, abgedichtete Eintragsöffnung 34 mit dem in der Schweltrommel 1 erzeugten Schwelkoks. Die Beschikkung des Schachtgenerators erfolgt in der Weise, daß eine ausreichende Höhe des Koksbettes 35 vorhanden ist

In einem vorbestimmten Abstand unterhalb des Eintragsförderers ist ein als Ringkanal 36 ausgebildeter Abzug für die Brenngase vorgesehen, der aus einer Vielzahl von Radialöffnungen 36a in der Generaiorvvand besteht
Der Generatorboden ist durch einen Austragsförderer 37 für die Asche und Schlacke des Schwelkokses gebildet der von einem Motor 38 über ein Getriebe 39 angetrieben wird. Unterhalb dieses als Drehrost ausgebildeten Austragsförderers 37 ist eine durch Kolbenschieber 40 abgedichtete Austragsschurre 41 vorgesehen, durch welche die mittels des Austragsförderers 37 gelöste und zerkleinerte Asche bzw. Schlacke ausgetragen wird. In den Innenraum dieser Austragsschurre 41 münden Luft- und Dampfleitungen 50, 56 über einen Ringkanal 42.

Von dem als Ringkanal 36 ausgebildeten Bren/ jas-Abzug führt eine Heißgasleitung 43 zu einem Luftvorwärmer 44 und zu Verdampfern 45,46. Der Luftvorwärmer 44 ist über eine Warmluftleitung 47 mit einer zum Rohr 25 über ein Dosierventil 49 führende Luftleitung 48 sowie über eine Luftleitung 50 und ein weiteres Dosierventil 51 mit dem Ringkanal 42 verbunden. In den Verdampfern 45 und 46 werden mittels Dosierpumpen 53,54 zugeführte Mengen an Wasser verdampft weiche einmal über eine Dampfleitung 55 in die Warmluftleitung 48 stromab des Ventils 49 und zum anderen über eine wehere Dampfleitung 56 in die Warmluftleitung 50 stromab des Dosierventils 51 eingespeist werden.

Aus den Wärmetauschern 44 bis 46 strömen die Brenngase über eine Gasleitung 60 in einen lediglich schematisch dargestellten Wäscher 6i, in weichem Schadstoffe und andere Nebenprodukte ggf. in mehreren Stufen abgeschieden werden. Das gereinigte Brenngas wird über eine Leitung 62 dem Gasmotor 3 züge-

führt, dessen Abtriebsweüe mit einem Stromerzeuger 63 gekoppelt ist

Im folgenden wird der Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung und insbesondere des Schachtgenerators (anhand der Fig. 1 und 2) ausführlieh beschrieben.

Die über einen nicht dargestellten Endlosförderer zugefühYien bituminösen Brennstoffe, wie schwefel- und aschereiche Steinkohle, Braunkohle, Torf, Holz und Holzabfälle sowie Stroh und andere organische Bestandteile, gelangen durch den Trichter 4 durch wechselweise Betätigung der Kolbenschieber 5,6 in den Eintragsschacht 7, aus dem sie mittels des Schneckenförderers 8 in den Innenraum der Schweltrommel 1 eingetragen werden Nach einer Trocknung im in Fig. 1 linken is Teil der Schweltrommel setzt bei ca. 200⁰C die Entgasung der Brennstoffe ein, die bis zu Temperaturen von ca. 500⁰C am rechten Austragsende der Trommel kontinuierlich fortgesetzt wird. Ute Schwelgase werden durch die Ejektorwirkung des Brenners 23 über die Leitungen 22 bei Temperaturen von ca. 400 bis 500° C abgesaugt. Gleichzeitig wird der Schwelkoks über die Austragsschurre 32, das Dosierrad 33 und den Eintragsförderer 30 in den Schachtgenerator 2 unterhalb der Zwischenwand 28 eingetragen.

Die Schwelgase werden durch das Zumischen von dosierten Mengen Luft im Brenner 23 teilweise verbrannt und strömen mit vergleichsweise hoher kinetischer Energie in die leere Kammer 27, in welcher intensive Verwirbelungeri der Gase 1 erfolgen (Zone I). Diese Wirbelströmungen bewirken, daß in der gesamten Kammer eine Temperatur von ca. 1000° C herrscht, bei welcher die thermische Crackung der Schwelgase mit hohem Wirkungsgrad erfolgt. Die Einhaltung der Temperatur wird durch das Einführen entsprechender Luftmengen und damit durch die Intensität der Schwelgasveru5"cnnüTig erreicht. D;c tcilvcrbrsnnicn und gecrsckten Schwelgase strömen durch die Löcher 29 in der Zwischenwand 28 in das Koksbett 35, dessen Oberfläche auf eine Temperatur von etwa 900 bis 1000°C erwärmt wird. Die sich beim Crackvorgang und bei der unterstöchiometrischen Verbrennung der Schwelgase bildenden Anteile an elementarem Kohlenstoff (Ruß) lagern sich an den Oberflächen der Schwelkokskörner an und reagieren mit den Verbrennungsprodukten sowie mit dem Wasserdampf unter Kohlenmonoxid-, Wasserstoff- und ggf. Methanbildung (Zone II). Diese Prozesse sind stark endotherm, so daß die aus der Teilverbrennungs- und Crackzone I durch die Zwischenwand 28 in die Wassergas-Reaktionszone II einströmenden Gase in der Koksschicht 35 von anfangs 900 bis 1000°C auf eine Abzugstemperatur von ca. 500° C abgekühlt durch die öffnungen 36a in den feuerfest ausgemauerten Wänden des Schachtgenerators 2 und den Ringkanal 36 abgeführt werden (Abzugszone III).

Die über die Leitung 50, den Ringkanal 42 und die öffnungen 42a in der Reaktorwand in den Raum 41 unter den Förderer eingeführte Vergasungsluft strömt durch die Zwischenräume der Roststäbe 37 hindurch und es erfolgt bei Zone V unmittelbar oberhalb des Ro- eo stes 37 eine Teilverbrennung des Schwelkokses in einem Temperaturbereich von lOCO bis 1200°C Die Intensität dieser Teilverbrennung wird durch Einstellen der Luftzufuhr mittels des Dosierventils 51 gesteuert Die durch die Teiiverbrennung des Schwelkokses gebildeten Gase durchströmen die Reduktions-Zone IV des Koksbettes und werden durch die Abzugsöffnungen 36a, den Ringkanal 36 und die Brenngasleitung 43 aus dem Schachtgenerator abgezogen. Aufgrund des der Verbrennungsluft zugesetzten Dampfes vollziehen sich bei diesem Durchströmen der Koksfüllung in der Reaktionszone IV ebenfalls stark endotherme Reaktionen, bei Heizwertsteigerung und gleichzeitiger Temperatursenkung — entsprechend den Reaktionen in Zone II —.

Die in Fig.3 dargestellte Vorrichtung entspricht in ihren wesentlichen Bauteilen und Funktionsmerkmalen derjenigen nach Fig. 1. Die einander entsprechenden Bauteile sind mit um 100 erweiterten Bezugszeichen gekennzeichnet. Diese Vorrichtung ist besonders für Aufgabematerialien geeignet, bei denen der in der Schweltrommel anfallende Schwelkoks einerseits ausreichend körnig ist, um gemeinsam mit den Schwelgasen Über den Brenner 123 in den Brenngasgenerator eingeführt werden zu können, und in diesem ein Koksbett von ausreichender Gasdurchlässigkeit bildet. Zum anderen soll der Koks von den Verbrennungsgasen im Raum 127 mitverwirbeit werden, um eine über den gesamten Querschnitt des Brenngasgenerators weitgehend gleichmäßige Ablagerung zu ermöglichen.

Hinsichtlich des Investitionsaufwandes bietet diese Ausführung den Vorteil, daß der gesonderte Eintragsförderer 30 für den Schwelkoks und die gasdichte Dosierradschleuse 33 wegfallen können. Um eine kontinuierliche Ergänzung des Koksbettes 135 im Reaktor 2 zu gewährleisten, fehlt bei dieser Ausführung auch die perforierte Trennwand 28 gemäß F i g. 1. Daraus folgt, daß die Variante nach F i g. 3 zwar technisch einfacher aufgebaut ist, daß die Steuerung des Verfahrensablaufes jedoch weniger Eingriffsmöglichkeiten bietet, da der gesamte, aus der Schweltrommel 110 ausgetragene Schwelkoks unmittelbar in den Brenngasreaktor gelangt. Die weiteren Aggregate (wie Wärmetauscher, Wäscher, Gasmotor etc.) dieser Anlage entsprechen derjenigen nach F i g. 1.

Die Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder die Dampferzeugung für die Wassergasreaktion kann in der dritten Verfahrensstufe durch weitere Ausnutzung der Abwärme der Auspuffgase des Gasmotors erfolgen.

Für spezielle Anwendungszwecke, insbesondere für den Einsatz von Brennstoffen mit hohem Ascheanteil, bei denen die unverkennbaren Bestandteile zum Zusammenbacken und -sintern neigen, ist eine weitere Verfahrens- und Anlagenvariante geeignet, bei welcher der Schwelkoks im Generatorschacht ganz oder teilweise in den Zustand einer beruhigten Wirbelschicht versetzt wird. Hierzu wird in der bodenseitigen Luftkammer ein ausreichend hoher Überdruck erzeugt, der zu gleichmäßig über den Bodenquerschnitt verteilten Gasströmungen in die Schwelkoksfüllung führt. Sollte die zur Erzeugung des Wirbelbettes notwendige Gasmenge die zur Teilverbrennung des Schwelkokses benötigte Luftmenge überschreiten, kann dieser Verbrennungsluft entweder eine entsprechende Teilmenge an erzeugtem Brenngas und/oder eine entsprechende Teilmenge an Auspuffgasen zugemischt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zürn Vergasen von stückigen Brennstoffen, wie bituminöse Steinkohlen, Braunkohlen, Holz, Stroh u. dgl, unter zumindest annäherndem Atmosphärendruck, bei dem die Brennstoffe durch indirekte Beheizung in einer Schweltrommel verschwelt und dann in einem Schachtvergaser die heißen Schwelgase durch Zuführen von vorgewärmter Luft thermisch gecrackt werden, der gebildete Schwelkolcs durch Einführen eines sauerstoffhaltigen Vergasungsmittels vergast, das dabei gebildete heiße Brenngas durch eine Schwelkokssäule hindurchgesaugt wird, und die gecrackten Schwelgase zusammen mit den bei der Schwelkoksvergasung entstandenen Brenngasen gemischt abgesaugt werden, dadurch gekennzeichnet,