DD144275A1

DD144275A1 - Verfahren zur festbettdruckvergasung

Info

Publication number: DD144275A1
Application number: DD21352679A
Authority: DD
Inventors: Bernd Meyer; Baerbel Rohrlack; Dieter Eidner; Hilmar Schoene; Werner Hoffmann; Dieter Schulze
Original assignee: Bernd Meyer; Baerbel Rohrlack; Dieter Eidner; Hilmar Schoene; Werner Hoffmann; Dieter Schulze
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1979-06-11
Publication date: 1980-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festbettdruckvergasung stückiger Braunkohle in Druckgasgeneratoren. Das Ziel ist die Verringerung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses, die Erzeugung einer gröberen und damit besser durchströmbaren Asche und die Verminderung der Gefahr der Verschlackung der Generatoren. Erfindungsgemäß wird das Ascheschmelzverhalten von Kohleproben grober Körnung, vorzugsweise < 5 mm, bestimmt. Die Kohleproben werden verascht. Die SOß-freie Asche wird wahlweise durch Veraschung in Wasserdampfatmosphäre oder durch Nachglühen einer SOg^haltigen Muffelasche gewonnen und vom feinen Anteil, vorzugsweise < 0,063 mm, das Schmelzverhalten bestimmt und als Steuergröße des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses für den Druckvergasungsprozeß eingesetzt.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Pestbettdruckvergasung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pestbettdruckvergasung stückiger Braunkohle in Druckgasgeneratoren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei der Eohlefestbettdruckvergasung wird als Vergasungsmittel ein Gemisch aus technischem Sauerstoff und Dampf eingesetzt, dessen Zusammensetzung durch das Dampf/Sauerstoff-Verhältnis charakterisiert wird. Dieses Dampf/Sauerstoff-Verhältnis wird durch das Schmelzverhalten der sich im Generator bildenden Aschen begrenzt. Je niedriger der Schmelzpunkt der Asche liegt, desto höher muß das Dampf/ Sauerstoff-Verhältnis sein. Ein hoher Verbrauch an Prozeßdampf beeinflußt jedoch die Wirtschaftlichkeit des Vergasungsverfahrens und die gesamte Betriebsführung ungünstig. Besonders ungünstig wirken sich kurzfristig auftretende starke Schwankungen des im Prozeß wirksamen Ascheschmelzverhaltene aus, die von den mit der Vergasungskohle in unterschiedlicher Menge und Kornverteilung eingebrachten Fremdaschebestandteilen verursacht werden. Es kommt dann häufig zu Verschlackungen der Generatoren, wenn das Dampf/ Sauerstoff-Verhältnis nicht groß genug ist, um auch beim ungünstigsten Sclimelsverhalten der Asche eine Verschlackung auszuschließen.

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Die Steuerung des Dampf-Sauerstoff-Verhältnisses nach dem Ascheschmelzverhalten ist sowohl aus Gründen der Dampfeinsparung und der Vermeidung von Verschlackungen der Generatoren als auch zur Erzeugung von einer grobkörnigen, geschmolzenen und damit gut durchströmbaren Asche erstrebenswert. Seit etwa 15 Jahren wird das Ascheschmelzverhalten an homogen zerkleinerten SCU-kaltigen Muffelaschen bestimmt, Die mit diesen Methoden gewonnenen Schmelzpunkte sind für die Steuerung nicht geeignet, da sich in Abweichung vom Verhalten der Asche in den Druckgasgeneratoren auch die ursprünglich groben Bestandteile an der Bildung der Schmelze beteiligen und da die hohen SO^-Gehalte den Schmelzpunkt verfälschen. Prozeßwirksame Schmelzpunktänderungen infolge der in unterschiedlicher Menge Und Kornverteilung eingebrachten Fremdaschebestandteile v/erden nicht erkannt und berücksichtigt.

Ebenfalls nur bedingt geeignet für die Steuerung des Dampf/ Sauerstoff-Verhältnisses ist die Beurteilung der aus dem Generator ausgetragenen Asche, da die Auswirkung eines richtig oder falsch gewählten Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses erst 10-20 Stunden später festgestellt werden kann. Es ist deshalb gegenwärtig notwendig, daß das Dampf/Sauerstoff -Verhältnis der Generatoren ständig so hoch gewählt wird, daß bei den üblichen Schwankungen des wirksamen Ascheschmelzverhaltens eine Verschlackung der Generatoren vermieden wird. In der Folge entsteht vorwiegend· eine feinkörnige, wenig geschmolzene und damit schlecht durchströmbare Asche. Dennoch kommt es bei plötzlichen und übermäßig starken Absenkungen des Ascheschmelzverhaltens immer wieder zu Verschlackungen der Generatoren.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Verringerung des Dampf/Sauerstoff Verhältnisses des Vergasungsmittels, die Erzeugung einer gröberen und damit besser durchströmbaren Asche und die Verminderung der Gefahr der Verschlackung der Generatoren.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die Steuerung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses nach dem prozeßwirksamen Schmelzverhalten der Asche gestattet.

- Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kohleproben zur Bestimmung des Aseheschmelzverhaltens in ausreichend grober Körnung, vorzugsweise < 5 mm, zur Veraschung eingesetzt werden, um die groben Aschebestandteile vor der Veraschung nicht zu zerstören und daß eine SOο-freie Asche entweder durch Veraschung in Wasserdampfatmosphäre oder durch Kachglühen einer SO^- haltigen Muffelasche gewonnen wird. Von der erhaltenen Asche wird der feine Anteil, vorzugsweise <^ 0,063 mm, durch ein Sieb gepinselt. Von dieser feinen Asche wird das Schmelzverhalten in üblicher Weise bestimmt»

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß nur das Schmelzverhalten der feinen Aschebestandteile bestimmt wird, das für den Beginn der Schmelz- und Schlacke· bildung im Generator entscheidend ist und somit das für den Generatorprozeß wirksame Schnielzverhalten .charakterisiert· Damit kann das so bestimmte Schmelzverhalten der Asche zur Steuerung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses im Generator genutzt werden.

Durch eine solche Steuerung des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses der Generatoren kann durch ein schärferes Anfahren des momentanen Ascheschmelzpunktes Prozeßdampf eingespart und eine gröbere Asche im Generator erzeugt sowie die Versehlackungsgefahr der Generatoren verringert werden· Im Falle eines ausreichend gesicherten Zusammenhanges zwischen dem Ascheschmelzverhalten und dem Aschegehalt der Vergasungskohle kann auch der Aschegehalt anstatt des Asehesehmelzverhaltens als Steuergröße für das Dampf/ Sauerstoff-Verhältnis dienen.

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Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert v/erden: ,

In der folgenden Übersicht sind zunächst die von homogen zerkleinerten SOo-haltigen Muffeiaschen bestimmten vierte des Aschegehaltes und des Ascheschmelzverhaltens für eine aschearme und eine aschereiehe Probe dargestellt:

*^Γ· ^Ad V · *B *C$ ⁰C ⁰C ⁰C

1 7,9 1103 1258 1263

2 10,8 1148 1248 1273

Die Schmelzpunktunterschiede liegen innerhalb der Fehlergrenze des Meßverfahrens, In beiden Fällen entspricht die Aschezusananensetzung etwa derjenigen, die für den betrachteten Aschetyp das Schmelzpunktminimum aufweist.

Wach der effindungsgemäßen Lösung wurden von den gleichen Brikettproben je 50 g auf eine Körnung < 5 mm schonend zerkleinert und bei 900° C eine Stunde in.Wasserdampfatmosphäre verascht. Von der erhaltenen Asche wurde der feine Anteil von <£0,063 mm durch ein Sieb gepinselt. Die Verteilung der feinen und groben Aschebestandteile und das Schmelzverhalten der feinen Asche betragen: "

Nr. Anteil der Anteil der t^ t_B t_c feinen Asche groben Asche

⁵C °C ⁰C

1 69,3 30,7 1178 1333 1337

2 41,4 58,6 1112 1251 1254

Die Schmelzpunkte t_B differieren aufgrund des unterschiedlichen Gehaltes von SiO₂-reichen Fremdaschebestandteilen in der feinen Asche um ca. 80 K. Der für den Generatorprozeß v/irksame Schmelzpunkt ist in diesem Fall bis 75 K höher als es das bisherige Verfahren ausweist«

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In einer mehrtägigen Betriebsperiode wurde ein Zusammenhang zxvischen dem Gehalt der Muffelasche und dem Schmelzpunkt" der durch Wasserdampf veraschung gewonnenen und anschließend abgetrennten feinen Asche gefunden:

A_d in io 7,5 7,9 7,9 8,3 8,9 9,6 9,9 10,7 10,8 t_B in ⁰C 1333 1353 1333 1319 1308 1298 1263 1262 1251

Steigt der Aschegehalt um 1 $, so sinkt der wirksame Schmelzpunkt um durchschnittlich 30 K. Im Falle eines ausreichend gesicherten Zusammenhanges kann auch der Aschegehalt anstatt des Ascheschmelsverhaltens als Steuergröße für das Dampf/ Sauerstoff-Verhältnis dienen.

Bei Ausnutzung der so ermittelten Schmelzpunktunterschiede kann das Dampf/Sauerstoff-Verhältnis um eine Einheit gesenkt werden, wenn der Schmelzpunkt der feinen Substanz um etwa 100 ⁰C ansteigt. Das entspricht einer Dampfmenge von ca. 0,15 kg/nr i.R. Rohgas. Diese Senkung der Prozeßdampfmenge ist für die Ökonomie des Druckvergasungsprozesses von großer Bedeutung. Weitere Vorteile einer Steuerung des Dampf/Säuerst off -Verhältnisses nach dem wirksamen Ascheschmelzverhalten bestehen in der Vermeidung von G-eneratorverschlackungen und in der Erzeugung einer besser durchströmbaren Asche mit allen ihren positiven Auswirkungen auf den Generatorbetrieb.

Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren zur Festbettdruckvergasung stückiger Braunkohle in Druckgasgeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohleproben für die Bestimmung des Ascheschmelzverhaltens in grober Körnung, vorzugsweise *· 5 mm, zur Veraschung eingesetzt werden und eine SOo-freie Asche wahlweise durch Veraschung in Wasserdampfatmosphäre oder durch Nachglühen einer SO ο-haltigen Muffelasche gewonnen und vom feinen Anteil, vorzugsweise < 0,063 mm, das Schmelzverhalten bestimmt und als Steuergröße des Dampf/Sauerstoff-Verhältnisses für den Druckvergasungsprozeß eingesetzt wird,