EP0182403A2 - Verfahren zum Herstellen braunkohlehaltiger Pellets für die Vergasung - Google Patents

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EP0182403A2
EP0182403A2 EP85201685A EP85201685A EP0182403A2 EP 0182403 A2 EP0182403 A2 EP 0182403A2 EP 85201685 A EP85201685 A EP 85201685A EP 85201685 A EP85201685 A EP 85201685A EP 0182403 A2 EP0182403 A2 EP 0182403A2
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pellets
weight
water
dried
mixture
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Udo Dr. Zentner
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Metallgesellschaft AG
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Definitions

  • the invention relates to a process for producing solid, fine-grained fuel-containing pellets for gasification in a reactor in the pressure range from 5 to 150 bar with oxygen, water vapor and / or carbon dioxide as the gasifying agent, the pellets being placed in the reactor on a fixed bed slowly moves downwards into which the gasifying agents are introduced and from which the mineral components are extracted as solid ash or liquid slag.
  • Carbon-containing pellets for gasification in a fixed bed are known from German Offenlegungsschriften 28 51 370 and 28 53 389 and European patent 10 792.
  • the gasification of granular coal in a fixed bed is shown, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th edition (1977) volume 14, pages 383 to 386. Details of the gasification process with fixed ash can be found in US Pat. Nos. 3,540,867 and 3,854,895 and in German Offenlegungsschrift No. 2,201,278.
  • the gasification variant with the removal of liquid slag is in the British Patents 1,507,905, 1,508,671 and 1,512,677.
  • granular fuel with a grain size approximately in the range from 3 to 60 mm is preferably added to the gasification reactor.
  • the invention has for its object to produce molded articles for gasification in a simple and economical manner. These moldings should have sufficient shape and structure stability to withstand the requirements of mechanical handling, such as handling, transporting and falling, as well as the thermal processes occurring in the gasification. According to the invention, this is achieved by producing a mixture to be pelletized, the proportion of fine-grained fuel consisting of at least 80% by weight of hard brown coal, the hard brown coal having a grain size of at most 1 mm, that the mixture to be pelletized has a water and moisture content from 10 to 25% by weight and a bentonite content from 4 to 10% by weight, that moist pellets are formed from the mixture with the addition of water as the pelletizing liquid, which have a water and moisture content of 25 to 35% by weight , and that the moist pellets are dried in a steam-rich atmosphere, the core of the pellets being heated to at least 90 ° C. before the pellets lose a tenth or more of their water content, and the dried pellets have a water and moisture content of
  • the moist pellets initially obtained after shaping with their water and moisture content of 25 to 35% by weight show a plastic behavior and show no tendency to disintegrate when handled and transported. When heated, however, they do not have sufficient pyrolysis resistance, which means that they would disintegrate in the upper region of the fixed gasification bed in the reactor. Under The conditions that prevail there at gas temperatures of about 350 to 600 ° C cause the pellets to loosen to such an extent that they mostly break down into fine grain and dust. If the moist pellets coming from the pelletizing are subjected to drying with purge gas outside the reactor, for example on a drying belt, the pellets, which mainly consist of brown coal, lose so much strength that they then disintegrate during transport.
  • bentonite-B can be raunkohlepellets converted to microstructure solid dry pellets when keeping the pellets during drying in a steam rich atmosphere and ensures that also the core of the pellets is heated to at least 90 ° C before the actual Drying process begins. Temperatures can thus be reached inside the pellets as close as possible to the boiling point of the water before significant evaporation or evaporation of water occurs. This avoids a strong moisture and temperature gradient between the surface and the core of a pellet, which results in a high structural strength in the dried pellet.
  • the pellets are preferably dried in such a way that there is an almost water vapor-saturated atmosphere in their immediate surroundings. This can be achieved on the one hand by keeping the moist pellets covered in a bed of hot granular solids, which have temperatures of about 150 to 300 ° C., while the pellets are being dried. Such a bed of hot solids, Z .B. can be realized by a sand bed. Another option is to dry superheated steam at temperatures of around 110 to To use at 180 ° C. The dried pellets have a water and moisture content of at most 4% by weight.
  • the hard lignite in the mixture to be pelletized expediently has a grain size of at most 0.5 mm and a fine grain fraction of up to at most 0.063 mm of 60 to 80% by weight.
  • the hard lignites to be used are preferably those of the class numbers 10 to 12 of the international classification for lignites. Freshly extracted, these lignites have a total moisture content (calculated as ash-free) of at most 40% by weight.
  • the fuel content in the pellet preferably consists only of hard lignite, without the use of another carbon-containing component.
  • Common bentonites e.g. natural Na bentonites, activated Ca bentonites and also raw clays in question.
  • the bentonite can either be put together with the lignite in a grinding plant or added to the fine-grained lignite later in a mixer. Bentonite and coal are preferably allowed to undergo a grinding process together, since in this way a fine distribution of the binder in the brown coal is achieved.
  • a first moistening is expediently carried out to a water and moisture content of the mixture of 10 to 25% by weight and preferably 12 to 20% by weight.
  • the forming of the pellets takes place as usual by means of a pelleting disk or, for example by means of a D rehrohrs. Water is added as a pelleting liquid.
  • the moist pellets produced in this way have a diameter of approximately 6 to 30 mm and preferably of 8 to 20 mm.
  • a fine-grained flux in particular lime
  • a proportion of 2 to 15% by weight of flux in the mixture to be pelletized is usually set.
  • the pellets with or without flux can not only form the fixed bed of the gasification reactor alone, but they can also be added to the fixed bed together with granular coal with grain sizes in the range from 3 to 60 mm.
  • a hard brown coal from the U.S.A. with 32% by weight ash (calculated as anhydrous) is dried to a moisture content of about 8 to 10% by weight and ground in a ball mill to a grain size of at most 0.315 mm.
  • the brown coal already contains about 17% by weight of montmorillonite, the active component of the bentonites as a binder. A further addition of binder is therefore not necessary.
  • pellets of 8 to 16 mm in diameter are formed on a pelletizing plate while being sprayed with water. The water and moisture content of the pellets is 28% by weight and the breaking strength per pellet is 22 to 35 N.
  • pellets are subjected to the envelope test already explained, with less than 0.2% by weight of fines having grain sizes of at most 1 mm being formed.
  • the pellets are not suitable as a feedstock for gasification in a fixed bed, since they lose their strength very strongly when dried in a heated gas stream, with larger amounts of dust also being generated. After drying in an air stream at a temperature of 150 ° C, the pellets only have a strength of 15 to 25 N. If these pellets are subjected to further drying and smoldering, as they occur in the upper region of the fixed bed of a gasification reactor, the Strength of the pellets further decreased to 10 to 2 N; they are therefore not suitable for gasification.
  • a second batch of the moist pellets is dried in superheated steam at temperatures of 120 ° C and, in another case, of 150 ° C.
  • the dry pellets have a water and moisture content of about 3% by weight and strengths of 60 to 80 N; are sufficiently stable for transport and gasification.
  • a third batch of the moist pellets is dried with a mixture of 70 vol.% Water vapor and 30 vol.% Air at a temperature of 120 ° C; this treatment leads to dry pellets with a water and moisture content of 3% by weight and a strength of 50 to 70 N, which are also suitable for transport and gasification in a fixed bed.
  • a fourth batch of the moist pellets is dried in a sand bed, the weight ratio of pellets to sand being 5:40 and the sand having a temperature of 200 ° C.
  • the sand bed with the pellets is placed in a drying room, which has a temperature of 200 ° C, and left there for two hours.
  • the sand is then sieved hot and the pellets are cooled in a closed vessel.
  • the strength of the pellets thus dried to a water and moisture content of 1% by weight is in the range between 140 and 210 N.
  • the pellets are abrasion-resistant and the turnover test results in an abrasion of less than 0.2% by weight with grain sizes of at most 1 mm.
  • a hard brown coal from Poland with 15% by weight ash (calculated as anhydrous) is dried to a moisture content of 8 to 10% by weight and then ground in a ball mill to a grain size of at most 0.315 mm. Since the coal does not contain any natural binder, an addition of 6% by weight bentonite is necessary.
  • the hard lignite and the bentonite are mixed in a mixer and moistened with water, and pellets with a diameter of 8 to 16 mm are formed on a pelletizing plate.
  • the water and moisture content of the pellets is 29% by weight, their breaking strength is 20 to 30 N.
  • the pellets are transport-proof when moist.
  • a first batch of the pellets is dried in an air stream at a temperature of 150 ° C., the pellets partially breaking down into fragments and dust.
  • the strength of these dried pellets is only 4 to 8 N.
  • An increase in the proportion of binder to 10% by weight and also a reduction in the drying temperature to 60 ° C. only slightly improve the strength values.
  • the pellets are unusable for any use.
  • Another batch of the moist pellets is dried in the sand bed, which has temperatures between 150 and 220 ° C. This creates transportable dry pellets with a water and moisture content of about 1.5% by weight and strengths of 80 to 120 N. A smoldering of these dried pellets under the pressure of 25 bar customary for fixed bed gasification gives coke pellets a strength of 60 to 80 N. The dry pellets are therefore in every respect as input material for the gasification in the fixed bed is suitable.

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Abstract

© Die Vergasung erfolgt im Druckbereich von 5 bis 150 bar mit Sauerstoff, Wasserdampf und/oder Kohlendioxid als Vergasungsmittel, wobei die Pellets im Reaktor auf ein Festbett gegeben werden, das sich langsam nach unten bewegt, in das man die Vergasungsmittel von unten einleitet und unter dem die mineralischen Bestandteile als feste Asche oder flüssige Schlacke abgezogen werden. Zum Herstellen der Pellets erzeugt man zunächst eine Mischung, deren Anteil an feinkörniger Hartbraunkohle mindestens 80 Gew.-% beträgt, wobei die Hartbraunkohle eine Körnung von höchstens 1 mm aufweist. Die zu pelletierende Mischung besitzt einen Wasser- und Feuchtegehalt von 10 bis 25 Gew.-% und einen Gehalt an Betonit von 4 bis 10 Gew.-%. Aus der Mischung formt man unter Zugabe von Wasser als Pelletierflüssigkeit feuchte Pellets, die einen Wasser- und Feuchtegehalt von 25 bis 35 Gew.-% aufweisen. Die feuchten Pellets werden in einer wasserdampfreichen Atmosphäre getrocknet, dabei wird der Kern der Pellets auf mindestens 90 °C aufgeheizt, bevor die Pellets ein Zehntel oder mehr ihres Wassergehaltes verlieren. Die getrockneten Pellets weisen einen Wasser- und Feuchtegehalt von hcöhstens 4 Gew.-% auf. Die feuchten Pellets können z.B. in einem Sandbett getrocknet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen fester, feinkörnigen Brennstoff enthaltender Pellets für die Vergasung in einem Reaktor im Druckbereich von 5 bis-150 bar mit Sauerstoff, Wasserdampf und/oder Kohlendioxid als Vergasungsmittel, wobei die Pellets im Reaktor auf ein Festbett gegeben werden, das sich langsam nach unten bewegt, in das man die Vergasungsmittel von unten einleitet und unter dem die mineralischen Bestandteile als feste Asche oder flüssige Schlacke abgezogen werden.
  • Kohlehaltige Pellets zum Vergasen im Festbett sind aus deutschen Offenlegungsschriften 28 51 370 und 28 53 389 sowie dem Europa-Patent 10 792 bekannt. Die Vergasung körniger Kohle im Festbett ist z.B. in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage (1977) Band 14, Seiten 383 bis 386 dargestellt. Einzelheiten des Vergasungsverfahrens mit festbleibender Asche sind den US-Patentschriften 3 540 867 unf 3 854 895 sowie der deutschen Offenlegungsschrift 2 201 278 zu entnehmen. Die Vergasungsvariante mit Abzug flüssiger Schlacke ist in den britischen Patentschriften 1 507 905, 1 508 671 und 1 512 677 erläutert. Bei diesen bekannten Verfahren wird bevorzugt körniger Brennstoff mit einer Korngröße etwa im Bereich von 3 bis 60 mm in den Vergasungsreaktor gegeben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache und wirtschaftliche Weise Formkörper für die Vergasung herzustellen. Diese Formkörper sollen eine ausreichende Form- und Gefügestabilität besitzen, um den Anforderungen der mechanischen Handhabung, wie Umschlagen, Transportieren und Stürzen, sowie den in der Vergasung ablaufenden thermischen Prozessen standzuhalten. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß man eine zu pelletierende Mischung erzeugt, deren Anteil an feinkörnigem Brennstoff zu mindestens 80 Gew.% aus Hartbraunkohle besteht, wobei die Hartbraunkohle eine Körnung von höchstens 1 mm aufweist, daß die zu pelletierende Mischung einen Wasser- und Feuchtegehalt von 10 bis 25 Gew.% und einen Gehalt an Bentonit von 4 bis 10 Gew.% besitzt, daß man aus der Mischung unter Zugabe von Wasser als Pelletierflüssigkeit feuchte Pellets formt, die einen Wasser- und Feuchtegehalt von 25 bis 35 Gew.% aufweisen, und daß man die feuchten Pellets in einer wasserdampfreichen Atmosphäre trocknet, wobei der Kern der Pellets auf mindestens 90 °C aufgeheizt wird, bevor die Pellets ein Zehntel oder mehr ihres Wassergehalts verlieren, und die getrockneten Pellets einen Wasser- und Feuchtegehalt von 1 bis 4 Gew.% aufweisen.
  • Die nach der Formung zunächst erhaltenen feuchten Pellets mit ihrem Wasser- und Feuchtegehalt von 25 bis 35 Gew.% zeigen ein plastisches Verhalten und beim Umschlagen und Transportieren keine Zerfallsneigung. Beim Aufheizen verfügen sie aber nicht über eine ausreichende Pyrolysebeständigkeit, das bedeutet, daß sie im oberen Bereich des Vergasungs-Festbettes im Reaktor zerfallen würden. Unter den Bedingungen, die bei Gastemperaturen von etwa 350 bis 600 °C dort herrschen, erleiden die Pellets nämlich eine so weitgehende Gefügelockerung, daß sie größtenteils zu Feinkorn und Staub zerfallen. Unterwirft man die von der Pelletierung kommenden feuchten Pellets einer Trocknung mit Spülgas außerhalb des Reaktors, z.B. auf einem Trocknungsband, so verlieren die vor allem aus Braunkohle bestehenden Pellets so stark an Festigkeit, daß sie dann bereits beim Transport zerfallen.
  • überraschenderweise wurde bei vielfältigen Versuchen gefunden, daß bentonitgebundene Braunkohlepellets zu gefügefesten Trockenpellets umgewandelt werden können, wenn man die Pellets beim Trocknen in einer wasserdampfreichen Atmosphäre hält und dafür sorgt, daß auch der Kern der Pellets auf mindestens 90 °C aufgeheizt wird, bevor der eigentliche Trocknungsprozeß beginnt. Man erreicht somit auch im Innern der Pellets Temperaturen bis möglichst nahe an die Siedetemperatur des Wassers, bevor eine erhebliche Verdunstung oder Verdampfung von Wasser eintritt. Dadurch vermeidet man ein starkes Feuchtigkeits- und Temperaturgefälle zwischen der Oberfläche und dem Kern eines Pellets, wodurch eine hohe Gefügefestigkeit im getrockneten Pellet erreicht wird.
  • Bevorzugt erfolgt die Trocknung der Pellets so, daß in ihrer unmittelbaren Umgebung eine nahezu wasserdampfgesättigte Atmosphäre herrscht. Dies kann man einerseits dadurch erreichen, daß man die feuchten Pellets in einem Bett aus heißen körnigen Feststoffen, die Temperaturen von etwa 150 bis 300 °C aufweisen, bedeckt hält, während die Pellets getrocknet werden. Ein solches Bett aus heißen Feststoffen kann Z.B. durch ein Sandbett realisiert werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zum Trocknen überhitzten Wasserdampf mit Temperaturen von etwa 110 bis 180 °C zu verwenden. Die getrockneten Pellets weisen einen Wasser- und Feuchtegehalt von höchstens 4 Gew.% auf.
  • Zweckmäßigerweise besitzt die Hartbraunkohle in der zu pelletierenden Mischung eine Körnung von höchstens 0,5 mm und eine Feinkornfraktion bis höchstens 0,063 mm von 60 bis 80 Gew.%. Bei den zu verwendenden Hartbraunkohlen handelt es sich bevorzugt um solche der Klassennummern 10 bis 12 der internationalen Klassifikation für Braunkohlen. Diese Braunkohlen haben, frisch gewonnen, eine Gesamtfeuchte (aschefrei gerechnet) von höchstens 40 Gew.%. Der Brennstoffgehalt im Pellet besteht vorzugsweise nur aus Hartbraunkohle, ohne Verwendung einer weiteren kohlenstoffhaltigen Komponente.
  • Als Bindemittel für die Pellets kommen übliche Bentonite, z.B. natürliche Na-Bentonite, aktivierte Ca-Bentonite und auch Rohtone in Frage. Der Bentonit kann entweder zusammen mit der Braunkohle in eine Mahlanlage gegeben oder erst später in einem Mischer der feinkörnigen Braunkohle zugefügt werden. Vorzugsweise wird man Bentonit und Kohle gemeinsam einen Mahlprozeß durchlaufen lassen, da auf diese Weise eine feine Verteilung des Bindemittels in der Braunkohle erreicht wird. In einem anschließenden Mischer erfolgt zweckmäßigerweise eine erste Befeuchtung auf einen Wasser- und Feuchtegehalt der Mischung von 10 bis 25 Gew.% und vorzugsweise von 12 bis 20 Gew.%. Dies führt einerseits dazu, daß die Mischung, ohne zu stauben, weiter verarbeitet werden kann, und andererseits hat der Bentonit die Möglichkeit, Wasser aufzunehmen und zu quellen.
  • Die Formung der Pellets erfolgt wie üblich mit Hilfe eines Pelletiertellers oder z.B. mittels eines Drehrohrs. Dabei wird Wasser als Pelletierflüssigkeit zugegeben. Die so erzeugten feuchten Pellets haben einen Durchmesser von etwa 6 bis 30 mm und vorzugsweise von 8 bis 20 mm.
  • Wenn man die Pellets einer Vergasung mit Abzug flüssiger Schlacke unterwerfen will, empfiehlt es sich, der zu pelletierenden Mischung ein feinkörniges Flußmittel, insbesondere Kalk, zum Herabsetzen der Ascheschmelztemperatur zuzusetzen. Üblicherweise stellt man einen Anteil von 2 bis 15 Gew.% an Flußmittel in der zu pelletierenden Mischung ein. Die Pellets mit oder ohne Flußmittel könnnen nicht nur allein das Festbett des Vergasungsreaktors bilden, sondern sie können auch zusammen mit körniger Kohle mit Korngrößen im Bereich von 3 bis 60 mm dem Festbett aufgegeben werden.
  • Zahlreiche Tests mit Einsatz der erfindungsgemäßen Trockenpellets in dem Vergasungsreaktor zeigten, daß neben dem Trocknungsverhalten auch das Verhalten bei der Verkokung und der Vergasung der Pellets zufriedenstellend ist. Der von außen nach innen vordringende Kohlenstoffabbau bei der Vergasung der Pellets wurde genau studiert, dabei zeigte sich die Gefügestabilität der Pellets in jeder Abbrandstufe, was für Pellets, die hauptsächlich aus Braunkohle bestehen, keinesfalls selbstverständlich ist.
  • In den nachfolgend beschriebenen Beispielen wird ein Umschlagtest erwähnt, dem die Pellets unterzogen wurden, um ihre Stabilität beim Transport und beim mehrfachen Schütten aus verschiedenen Höhen zu prüfen. Dieser Test, der die Handhabung der Pellets in der Praxis simuliert, wird mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Die Pellets laufen zunächst auf einem ersten Förderband 1 zum Fuß 2 eines Schrägbandes 3, wobei die Fallhöhe A = 1,5 m beträgt. Vom oberen Ende 4 des Schrägbandes 3 fallen die Pellets über eine Höhe B von 2,5 m auf ein zweites Förderband 5 und von da auf ein drittes Förderband 6, wobei die Fallhöhe C = 2 m beträgt. Vom Förderband 6 bis zum Bunker 7 beträgt die Fallhöhe D = 6 m, danach wandern die Pellets durch die Schütthöhe E des Bunkers 7 von etwa 6 m und fallen die Höhe F von 3,5 m in einen Schleusenbehälter 8. Vom unteren Ende des Schleusenbehälters 8 (Höhe H = 3 m) bis zur Schüttung im Reaktor 9 beträgt die Fallhöhe G = 1 m. Untersucht werden die Pellets schließlich nach dem Auslaufen aus dem unteren Ende 10 des Reatkors 9.
    • Beispiel 1:
  • Eine Hartbraunkohle aus den U.S.A. mit 32 Gew.% Asche (wasserfrei gerechnet) wird auf einen Feuchtegehalt von etwa 8 bis 10 Gew.% getrocknet und in einer Kugelmühle auf eine Körnung von höchstens 0,315 mm gemahlen. Die Braunkohle enthält bereits etwa 17 Gew.% Montmorillonit, dem als Bindemittel wirksamen Bestandteil der Bentonite. Eine weitere Zugabe von Bindemittel ist deshalb nicht erforderlich. Nach der Befeuchtung der gemahlenen Kohle auf einen Wassergehalt von etwa 18 Gew.% werden auf einem Pelletierteller unter Besprühen mit Wasser Pellets von 8 bis 16 mm Durchmesser geformt. Der Wasser- und Feuchtegehalt der Pellets beträgt 28 Gew.% und die Bruchfestigkeit pro Pellet 22 bis 35 N.
  • Man unterzieht einen Teil dieser Pellets dem bereits erläuterten Umschlagtest, wobei weniger als 0,2 Gew.% Feinanteile mit Korngrößen von höchstens 1 mm gebildet werden. Als Einsatzmaterial für die Vergasung im Festbett sind die Pellets aber nicht geeignet, da sie bei der Trocknung in einem erhitzten Gasstrom sehr stark an Festigkeit verlieren, wobei auch größere Anteile an Staub entstehen. Nach der Trocknung in einem Luftstrom mit einer Temperatur von 150 °C weisen die Pellets nur noch eine Festigkeit von 15 bis 25 N auf. Unterwirft man diese Pellets einer weiteren Trocknung und Schwelung, wie sie im oberen Bereich des Festbettes eines Vergasungsreaktors auftreten, geht die Festigkeit der Pellets weiter auf 10 bis 2 N zurück; für die Vergasung sind sie deshalb nicht geeignet.
  • Eine zweite Charge der feuchten Pellets wird in überhitztem Wasserdampf bei Temperaturen von 120 °C und, in einem weiteren Fall, von 150 °C getrocknet. Die Trockenpellets besitzen in beiden Fällen einen Wasser- und Feuchtegehalt von etwa 3 Gew.% und Festigkeiten von 60 bis 80 N; sind ausreichend stabil für Transport und Vergasung.
  • Eine dritte Charge der feuchten Pellets wird mit einem Gemisch aus 70 Vol.% Wasserdampf und 30 Vol.% Luft bei einer Temperatur von 120 °C getrocknet; diese Behandlung führt zu Trockenpellets mit einem Wasser- und Feuchtegehalt von 3 Gew.% und einer Festigkeit von 50 bis 70 N, die für den Transport und die Vergasung im Festbett ebenfalls noch geeignet sind.
  • Eine vierte Charge der feuchten Pellets wird in einem Sandbett getrocknet, wobei das Gewichtsverhältnis von Pellets zu Sand 5 : 40 beträgt und der Sand eine Temperatur von 200 °C aufweist. Das Sandbett mit den Pellets wird in einen Trockenraum gestellt, der eine Temperatur von 200 °C besitzt, und dort für zwei Stunden belassen. Anschließend wird der Sand heiß abgesiebt, und die Pellets werden in einem geschlossenen Gefäß abgekühlt. Die Festigkeit der so auf einen Wasser- und Feuchtegehalt von 1 Gew.% getrockneten Pellets liegt im Bereich zwischen 140 und 210 N. Die Pellets sind abriebfest, und der Umschlagtest ergibt einen Abrieb von weniger als 0,2 Gew.% mit Korngrößen von höchstens 1 mm. Die anschließende Verkokung der Pellets unter einem Druck von 25 bar ergibt Bruchfestigkeiten der Kokspellets zwischen 100 und 150 N. Eine Verkokung erfolgt in der Praxis der Festbett-Vergasung auch im oberen Teil des Festbettes. Der Verkokungstest dokumentiert die gute Pyrolysebeständigkeit der im Sandbett getrockneten Pellets, eine Feinkornbildung wird hierbei nicht beobachtet. Die Trockenpellets sind also als Einsatzgut für die Vergasung im Festbett gut geeignet.
    • Beispiel 2
  • Eine Hartbraunkohle aus Polen mit 15 Gew.% Asche (wasserfrei gerechnet) wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8 bis 10 Gew.% getrocknet und dann in einer Kugelmühle auf eine Kornfeinheit von höchstens 0,315 mm aufgemahlen. Da die Kohle kein natürliches Bindemittel enthält, ist eine Zugabe von 6 Gew.% Bentonit erforderlich. In einem Mischer werden die Hartbraunkohle und der Bentonit gemischt und mit Wasser angefeuchtet, und darauf auf einem Pelletierteller Pellets mit Durchmessern von 8 bis 16 mm geformt. Der Wasser- und Feuchtegehalt der Pellets beträgt 29 Gew.%, ihre Bruchfestigkeit liegt bei 20 bis 30 N. Die Pellets sind in feuchtem Zustand transportfest.
  • Eine erste Charge der Pellets wird in einem Luftstrom mit einer Temperatur von 150 °C getrocknet, wobei die Pellets teilweise in Bruchstücke und Staub zerfallen. Die Festigkeit dieser getrockneen Pellets liegt nur noch bei 4 bis 8 N. Eine Erhöhung des Bindemittelanteils auf 10 Gew.% und auch eine Herabsetzung der Trocknungstemperatur auf 60 °C bewirken nur eine leichte Verbesserung der Festigkeitswerte. Die Pellets sind für jede Verwendung unbrauchbar.
  • Eine weitere Charge der feuchten Pellets wird im Sandbett, das Temperaturen zwischen 150 und 220 °C aufweist, getrocknet. Hieraus entstehen transportfeste Trockenpellets mit einem Wasser- und Feuchtegehalt von etwa 1,5 Gew.% und Festigkeiten von 80 bis 120 N. Eine Schwelung dieser getrockneten Pellets unter dem für die Festbettvergasung üblichen Druck von 25 bar ergibt Kokspellets einer Festigkeit von 60 bis 80 N. Die Trockenpellets sind demnach in jeder Hinsicht als Einsatzgut für die Vergasung im Festbett geeignet.
  • Auf ähnliche Weise wie in den Beispielen 1 und 2 konnten in Trocknungsversuchen im Sandbett oder auch in einer Wasserdampfatmosphäre mit weiteren Hartbraunkohlen, vor allem aus USA, mit Aschegehalten zwischen 5 und 35 Gew.% (wasserfrei gerechnet) gleiche Ergebnisse erzielt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen feinkörnigen Brennstoff enthaltender Pellets für die Vergasung in einem Reaktor im Druckbereich von 5 bis 150 bar mit Sauerstoff, Wasserdampf und/oder Kohlendioxid als Vergasungsmittel, wobei die Pellets im Reaktor auf ein Festbett gegeben werden, das sich langsam nach unten bewegt, in das man die Vergasungsmittel von unten einleitet und unter dem die mineralischen Bestandteile als feste Asche oder flüssige Schlacke abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine zu pelletierende Mischung erzeugt, deren Anteil an feinkörnigem Brennstoff zu mindestens 80 Gew.% aus Hartbraunkohle besteht, wobei die Hartbraunkohle eine Körnung von höchstens 1 mm aufweist, daß die zu pelletierende Mischung einen Wasser- und Feuchtegehalt von 10 bis 25 Gew.% und einen Gehalt an Bentonit von 4 bis 10 Gew.% besitzt, daß man aus der Mischung unter Zugabe von Wasser als Pelletierflüssigkeit feuchte Pellets formt, die einen Wasser- und Feuchtegehalt von 25 bis 35 Gew.% aufweisen, und daß man die feuchten Pellets in einer wasserdampfreichen Atmosphäre trocknet, wobei der Kern der Pellets auf mindestens 90 °C aufgeheizt wird, bevor die Pellets ein Zehntel oder mehr ihres Wassergehaltes verlieren, und die getrockneten Pellets einen Wasser- und Feuchtegehalt von höchstens 4 Gew.% aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Pellets in einem Bett aus heißen, körnigen Feststoffen, die Temperaturen von etwa 150 bis 300 °C aufweisen und die Pellets bedecken, getrocknet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Pellets in einem Sandbett getrocknet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets in einer überhitzten, Wasserdampf mit Temperaturen von etwa 110 bis 180 °C enthaltenden Atmosphäre getrocknet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Hartbraunkohle in der zu pelletierenden Mischung eine Körnung von höchstens 0,5 mm und eine Feinkornfraktion bis höchstens 0,063 mm von 60 bis 80 Gew.% aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Pellets Durchmesser von etwa 6 bis 30 mm aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu pelletierende Mischung ein feinkörniges Flußmittel, insbesondere Kalk, zum Herabsetzen der Ascheschmelztemperatur mit einem Anteil von 2 bis 15 Gew.% enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets zusammen mit körniger Kohle mit Korngrößen im Bereich von 3 bis 60 mm dem Festbett aufgegeben werden.
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