EP2302018A1 - Verfahren zur kontinuierlichen trockenen Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors - Google Patents

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EP2302018A1
EP2302018A1 EP20090012157 EP09012157A EP2302018A1 EP 2302018 A1 EP2302018 A1 EP 2302018A1 EP 20090012157 EP20090012157 EP 20090012157 EP 09012157 A EP09012157 A EP 09012157A EP 2302018 A1 EP2302018 A1 EP 2302018A1
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EP
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reactor
extruder
gas
pressure
conveyed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20090012157
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Inventor
Faramarz Bairamijamal
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Individual
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/30—Fuel charging devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/158—Screws
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation

Definitions

  • the present invention relates to a method for conveying a partially oxidized material for charging a printed reactor, in particular a gasification reactor.
  • From the gasifier reactor can be generated by the partial oxidation process gas subsequently, which then either used to synthesis gas for valuable chemicals or use a gas turbine under far more environmentally friendly alternative method, the starting materials mentioned under CO2 sequestration for energy production.
  • the starting materials In order to feed the starting materials into the reactor, the starting materials must experience an increase in pressure. As a rule, the starting materials are 2 to 5 bar brought over the reactor operating pressure before being transferred to the reactor.
  • the one common method is to first prepare a suspension of carbon powder and other partially oxidizable materials with a liquid such as oil or just water, which is then pressurized to higher pressure by a pump and then sprayed into the reactor.
  • the water Since a lot of coal is to be used as starting material for the gasification reactors, the water is usually used as an accompanying agent in these processes.
  • the feeding of water substantially reduces the reactor power since the water to be used reduces the required high reaction temperature due to the evaporation. This can only be compensated by combustion reaction of the coal to unwanted CO2, which reduces the reactor yield with respect to carbon used to form the desired main products CO and H2.
  • the coal dust or other feed material in different particle sizes and shapes in batch cycles from a non-pressurized main silo batchwise and periodically first transferred to an intermediate silo, which depending on the cycle with feed material filled, then time-printed with a carrier gas. Thereafter, the feed material is emptied into a pressure silo (called "Pressurized Surge Hopper") and then the intermediate silo is time-relaxed again before the next filling process is initiated.
  • a series of intermittently operating intermediate silos is necessary.
  • the intermediate silos must be designed on the one hand for receiving large quantities and on the other hand for pressure cycling. These factors require a high investment.
  • discontinuous process management requires a variety of valves and pipes with large diameters, which must be designed for a pressure cycling.
  • the circumstance is additionally increased by the fact that one must always receive the conveyed material with a carrier gas in the fluidized bed for handling large quantities of goods in large silos.
  • a large amount of inert gas is also necessary, as well as for the discontinuous pressure increase in the intermediate silos and the pressure silo.
  • inert gas compressor can easily be used without redundancy for cost and maintenance reasons, a complete shutdown of the system takes place as soon as the compressor fails. In the event of such a failure, comprehensive steps to re-start the entire system are indispensable.
  • the object of the present invention is to provide an improved process for the promotion of a partially oxidized material for charging a printed reactor.
  • the invention shows a process for the continuous dry promotion of a partially oxidized material for charging a printed reactor, in particular a gasification reactor available, wherein the material from a non-pressurized silo is fed to at least one extruder, whereby the material in the compression zone of the extruder Compression up to above the current operating pressure of the reactor learns.
  • As a partially oxidized material may be coal dust or carbon powder, granules, pellets of various starting materials or a mixture of different types of coal, refinery waste such as tar residues, pet coke, organic waste from chemical plants, dried powdered biomass, wood waste of various kinds, dried powdered black liquor Paper and pulp industry and other sustainable materials.
  • An extruder is a conveying device which picks up material according to the functional principle of a screw conveyor and presses it out of an outlet opening under pressure increase.
  • An extruder in this case has a worm shaft or worm, which is arranged rotatably in a worm cylinder.
  • the nominal diameter of the worm cylinder corresponds essentially to the outer diameter of the worm.
  • At one end of the screw is a drive, in most cases an electric motor with gear unit (extruder gear), which ensures the rotation of the screw.
  • Materials to be processed are usually fed to the screw on this side via a funnel from above.
  • At the other end of the worm cylinder is the outlet opening.
  • the auger itself is generally divided into three zones that perform different tasks.
  • the feed zone In the rear area of the worm cylinder is the so-called feed zone.
  • the material to be extruded is e.g. fed through a funnel and compacted.
  • the compression zone In which the material is further compressed by the reduced flight depth of the screw and thus the pressure necessary for the discharge is built up.
  • the discharge zone ensures a homogeneous material flow.
  • the extruder can be, for example, a single-screw extruder, twin-screw extruder (homokinous or countercurrent), multi-screw extruder, coked extruder or planetary extruder.
  • the promotion and the pressure build-up are caused by the friction of the mass rotating with the screw on the stationary housing wall (cylinder) in the single-screw and co-rotating twin-screw extruder - in this context one speaks of friction promotion.
  • the mass thus left in the rotation is pushed by the helical flights to the outlet opening.
  • twin-screw extruder the principle of forced extraction predominates.
  • the invention thus provides a continuous high-pressure delivery of dry material, in particular pulverized coal, for the partial oxidation in a coal gasification reactor for the production of the process gas. It is a continuous process for the dry production of coal dust and / or a mixture of partially oxidized materials, in which the conveyed from a non-pressurized silo by means of a suitable conveying member via one or more extruder feed tank one or more extruder (s) is supplied whereby the pulverized feed undergoes compression in the compression zone of the extruder and is subsequently fed to a first overpressure container.
  • the material can be transferred from the first overpressure container with one and / or more series-connected overpressure tube chain conveyor (s) in a second high-pressure vessel, from where the material by one or several feed-feed unit (s) - each comprising a rotary valve, a reactor feed line and a Eindüseön for the pneumatic conveyance by means of a conveying gas (saturated steam, superheated steam, inert gas, carbon dioxide, natural gas or a mixture of these gases in any volume ratio) in the Gasification reactor is injected, where the material is reacted at high temperatures and high pressure to process gas, ash and slag.
  • a conveying gas saturated steam, superheated steam, inert gas, carbon dioxide, natural gas or a mixture of these gases in any volume ratio
  • the material for the partial oxidation consists mainly of coal dust of any type and particle size distribution with a residual moisture content of 0.1 to 10% by weight.
  • the material from a silo after grinding by a screw conveyor, belt conveyor or a tube chain conveyor to one or more extruder storage tank (s) is supplied.
  • the extruder and other suitable materials such as petroleum coke, coal or hydrocarbon granules in any ratio is supplied so that the conveyed in a temperature range of 5 ° C to 100 ° C under N 2, CO2 or other Inertgaspolster for the partial oxidation can be mixed in a gasification reactor.
  • the conveyed in a single-stage and multi-stage extrusion process with the use of one or more serially connected extruder (s) of appropriate design and / or intermediate cooling of the conveyed material is compressed to an overpressure between 0.1 to 100 barü and the extruder discharge pressure as the prevailing operating pressure in the subsequent containers and tube chain conveyor (s) is brought between 0.1 to 20 bar above the pressure of the gasification reactor,
  • the compression and frictional heat of the extrusion process continuously from the conveyed material with a coolant such as water, cooling brine, refrigerant indirectly over the lateral surface of the extruder and / or via the shaft (s) of the extruder is discharged in such a manner, wherein the conveyed material is held in a temperature range between 20 ° C and at most 100 ° C such that will not take place there to evaporate the residual moisture.
  • the extruder consists essentially only of a compression zone and a downstream integrated coarse and fine crushing zone with sieve insert (Nibbler zone), wherein the compressed coal pieces are rubbed again to coal dust and transferred to a first pressure vessel.
  • the present invention further comprises a method for conveying a partially oxidized material for charging a printed reactor, in particular a gasification reactor, wherein the material from an overpressure container via at least one feed unit, which a rotary feeder, a Eindüs ein for the pneumatic winningguttransport and a Reakor feed line comprises, is transported pneumatically to the reactor, wherein advantageously in the rotary valve in the position to be discharged, a conveying gas is injected, whereby the material with the conveying gas in the reactor feed line forms a pneumatic operating condition and is thus guided to the combustion chamber of the reactor.
  • Such a method can be used independently of the use of an extruder and is independently subject of the present invention.
  • this process can also be used in combination with an extruder.
  • the conveyed from a first pressure vessel via Rohrweiche- and quick-closing fittings by means of one and / or more connected in series positive pressure tube chain conveyor (s) to a second pressure vessel is transported, wherein the second pressure vessel is indirectly mounted as the reactor feed tank in the vicinity of the reactor and in the lower part with one or more feed-feed unit (s) consisting of a rotary valve, a conveying gas-Eindüsetechnisch and a reactor -Feed admir that conveys conveyed pneumatically to the associated reactor.
  • the rotary valve (s) are provided with a speed-controlled drive, depending on the load case of the reactor conveyed in accordance with the supplied amount of feed from the main silo and extruder delivery (s) from the second pressure vessel and in the lower position the rotary valve (blowing shoe) a pneumatic gas flow consisting of saturated steam, superheated steam, natural gas, an inert gas such as N2 or CO2 or a mixture of said carrier gases arbitrary ratio suspend, whereby the conveyed is introduced into the combustion chamber of the associated reactor.
  • the conveyed material guide is controlled by means of a gravimetric and / or solids volume measurement by the speed control of the first conveying member (eg screw conveyor, belt conveyor or tube chain conveyor) and tuning control of the following conveyors such that it is in the extruder head tank, in the first and second pressurized containers can always form a minimum minimum level at which reactor load cases of 5% to 100% normal load case can be set variably.
  • the first conveying member eg screw conveyor, belt conveyor or tube chain conveyor
  • the conveyed is continuously transferred from the first pressure vessel through one and / or more in series installed tube chain conveyor in a reactor assigned second pressure vessel from which the conveyed via one and / or more feed-feed unit (s), the in each case together with a rotary valve, a Eindüsetechnisch for pneumatic conveying and a reactor feed line together, depending on the needs and system state, the feed-feed units be put into operation, while the conveyed in the reactor feed line various arbitrary Transportzusatand (eg Dense Flow Phase) can form before the conveyed mouths in the combustion chamber of the reactor.
  • a Transportzusatand eg Dense Flow Phase
  • the shaft feedthrough in all rotating components are additionally equipped with Lauter protection and sealing gas and Staubausschleusung.
  • the present invention further comprises a method of conveying a partially oxidized material to charge a printed reactor, in particular a gasification reactor, the material being treated with a carrier gas, e.g. Saturated steam, inert gas, natural gas, hydrocarbons, CO2, in particular with superheated steam is injected into the reactor, wherein the carrier gas itself serves as a reactant for the partial oxidation of the material.
  • a carrier gas e.g. Saturated steam, inert gas, natural gas, hydrocarbons, CO2
  • Such a method is independent of the other promotion of the material of advantage and independent subject of the present invention.
  • the method is advantageously used in combination with an extruder and / or a feed unit as described above.
  • the conveyed with an overpressure of 0.1 barü to 100 barü and a differential pressure to the operating pressure of the gasification between 0.1 to 20 bar and a load index of 0.1 to 50 kg of coal dust per kg of carrier gas at temperatures between 20 ° C to 100 ° C in the reactor with a carrier gas (saturated steam, inert gas, natural gas, hydrocarbons, CO2), in particular with superheated steam, which itself serves as a reactant for the partial oxidation of coal.
  • a carrier gas saturated steam, inert gas, natural gas, hydrocarbons, CO2
  • a discharge eg Oszillomaten
  • Oszillomaten e.g Oszillomaten
  • a particularly advantageous embodiment according to the invention is a continuous process for the dry extraction of coal dust and / or a mixture of partially oxidized materials (mixture of the material to be conveyed consisting of different types of coal, petroleum coke, recirculating ash and chemical additives as "co-feed "in any mixing ratio) without the use of fluidized bed or fluidized bed gas in silos, in which the conveyed from a non-pressurized silo, which serves for the intermediate storage of coal dust under an inert atmosphere and is characterized by a built-discharge (eg, oscilloscites), the Conveyed material by means of a suitable conveying device (eg screw conveyor, belt conveyor or tube chain conveyor process-controlled with gravimetric or solid particle measurement) and via one or more extruder feed first to one or more extruder (s) - possibly with intermediate cooling of securitiesg utes- is fed, whereby the pulverized feed in the compression zone of the extruder undergoes high pressure compression to above the current operating pressure of the gasification
  • the second pressure vessel is the coal gasification reactor indirectly allocated and by one or more feed unit (s) - consisting of each a rotary valve, a Eindüse réelle for pneumatic conveyance and a reactor feed line - which are installed in the lower part of the container, characterized in that in each of the rotary valves in the discharged Position a delivery gas (saturated steam, superheated steam, inert gas, carbon dioxide, natural gas or a mixture of these gases in any volume ratio) is injected, whereby the conveyed with the injection gas in the reactor feed line any pneumatic operating condition (eg Dense flow phase ) and thus leads to the combustion chamber of the reactor, where the conveyed with air, pure oxygen, natural gas or other hydrocarbon compounds and / or liquid fuel materials (naphtha, oil, light and medium fractions, etc.), each by their own separate lines
  • a delivery gas saturated steam, superheated steam, inert gas, carbon dioxide, natural gas or a mixture of these gases in any volume ratio
  • the extruder used is characterized by two features, namely that on the one hand, the heat resulting from the compression and friction is discharged from the conveyed indirectly with a coolant through the jacket cooling of the extruder and / or through the shaft of the extruder, so that the Residual moisture in the feed during the compression does not begin to evaporate and is retained in the absorbed or in the liquid state and on the other by the feature that the extruder for breaking the possibly used agglomerated materials in a second extrusion zone with an integrated coarse and fine crusher Sieve insert (Nibbler) is equipped.
  • the present invention further comprises a system for the continuous dry delivery of a partially oxidized material for feeding a printed reactor, comprising at least one non-pressurized silo, an extruder and a first pressure vessel, wherein the material from the non-pressurized silo is fed to the extruder, whereby the material in the compression zone of the extruder can be compressed above the current operating pressure of the reactor and transported in the first pressure vessel.
  • the present invention further includes systems for performing any of the methods set forth above.
  • FIG. 1 it is here according to FIG. 1 to processes for a continuous process for the dry extraction of coal dust 1 and / or a mixture of partially oxidized materials (mixture of the conveyed consisting of different types of coal, petroleum coke, recirculating ash and chemical additives, called co-feed 2 in any mixing ratio) without Use of fluidized bed or fluidized bed gas in silos, in which the conveyed from a non-pressurized silo 3, which serves for the intermediate storage of coal dust under an inert atmosphere and is characterized by a built-in discharge element 3a (eg., Osszilomaten), the conveyed by means of a suitable authoritiesorgans 4 (eg screw conveyor, belt conveyor or tube chain conveyor process controlled under gravimetric or solid particle measurement) and one or more extruder feed 5 first to one and / or more extruder (s) 6 - and / or supplied with intermediate cooling of the conveyed material, wherein the pulveris Feed in the compression zone of the extruder undergoe
  • the material to be conveyed is transferred under pressure by means of an overpressure conveying element 10 (eg overpressure tube chain conveyor and / or several series-connected overpressure tube chain conveyors) into a second high pressure container 11 under inert gas pressure cushion, the second pressure container 11 being the coal gasification reactor 17 is indirectly allocated and by one or several rotary valve (s) 12 combined with reactor feed line (s) 14 in the lower part of the container in such a way that in each of the rotary valves 12 in the position to be discharged a conveying gas 13 (saturated steam, superheated steam, inert gas, carbon dioxide, Natural gas or a mixture of these gases in any volume ratio) is injected, whereby the conveyed with the injection gas 13 in the reactor feed line 14 forms an arbitrary pneumatic operating state (eg Dense flow phase) and is thus guided to the combustion chamber of the reactor 17 ,
  • an overpressure conveying element 10 eg overpressure tube chain conveyor and / or several series-connected overpressure tube chain conveyors
  • the extruder 6 used has a cooling system, so that the resulting from the compression and friction heat from the conveyed material is discharged indirectly with a coolant through the jacket cooling of the extruder and / or in addition by the waves of the extruder 6a such that the residual moisture in the Feed does not begin to evaporate during compression and is retained in the absorbed or in the liquid state of aggregation. Furthermore, the extruder is equipped to break the agglomerated carbon powder used in a second extrusion zone with an integrated coarse and fine crusher with sieve insert (Nibbler) before the conveyed material is discharged into the first overpressure template 7.
  • the pulverized coal pressure increasing device consisting of extruder feed 5 and extruder 6 (possibly with first pressure vessel 7 with diverter 8 and quick-closing 9) should be redundant with one facility (called "skid") functioning as the operating ski and the other as stand-by.
  • skid one facility
  • a relaxation of the pressure vessel over a separate gas line as well as coal emptying on drain valve 18 may be required.
  • the present inventive method uses a number of drives, the shaft is in contact with the conveyed under pressure. Therefore, it is appropriate to apply a suitable shaft seal such as labyrinth seal with impinged inert barrier gas or particularly suitable sliding seals with inert lubricant gas as a sealing member.
  • a suitable shaft seal such as labyrinth seal with impinged inert barrier gas or particularly suitable sliding seals with inert lubricant gas as a sealing member.
  • the shaft seal can be trimmed with an additional lantern through which the penetrating coal dust can be discharged with an inert purge gas from the lantern space.
  • the tube chain conveyor (or the set of pressurized tube chain conveyors connected in series) could possibly be installed in duplicate, although this device is considered to be low maintenance and repair. All other components can be easily installed thanks to their excellent granted function.
  • the invention offers in continuous operation, in the extruder head tank 5 and in the first and second pressure vessels 7 and 11 to ensure a minimum level of conveyed so that the inert cushion gas does not unnecessarily via rotary valve enters the reactor and thus has a high consumption.
  • the first conveyor member 4 are equipped with a frequency-controlled speed control, which can be controlled via a suitable baingutmengentician (level control, gravimetric or solid volume measurement desgl.).
  • a suitable baingutmengentician level control, gravimetric or solid volume measurement desgl.
  • the components rotary valve, injection line 13 and reactor feed line 14 together form a respective feed-feeding unit.
  • the second pressure vessel 11 may be provided with one or more feed-feeding unit (s).
  • a number of feed feed units allow the gasification reactor to accept variable load cases of the system.
  • Such operating conditions are such. B. at low load, starting or Abfahrlast easily adjustable.
  • the conveyed different grade or a mixture of different starting materials which have passed the apparatuses 3 to 10, fed through one or more feed-feed unit (s) in the reactor.
  • the conveyed material is placed in a pneumatic transport state immediately before the reactor inlet in the reactor feed line.
  • various pneumatic operating conditions such as dilute phase conveying, dense phase convection with bypass, dense phase pressure conveying can form here, the latter conveying mechanism having a loading index of 0.1 up to 50 kg of coal dust per kg conveying gas and a pressure gradient between the second pressure vessel and the reactor operating pressure of 0.1 to 20 bar are particularly suitable for gasification reactors.
  • any pneumatic operating state can be set in any load state of the system, without the interte carrier gas, the progress of the desired chemical reactions disadvantageous affected.
  • the pneumatic transport state can be adjusted in a simple manner by means of gravimetric solids feed and quantity measurement in the carrier gas stream 13 by means of a control valve (or for each carrier gas component such as inert gas, natural gas, etc.).
  • One of the essential features of the method according to the invention is that the solids are conveyed in the dry state.
  • the usual process control by a coal slurry (slurry feed) with a carrier liquid - usually water - is no longer necessary.
  • the disadvantageous for the reaction and reactor load water is eliminated.
  • the superheated steam 13 to be injected is partly converted chemically into process gas in the reactor, secondly the chemically unreacted steam can easily be condensed out in the following quenchers and condensers.
  • the followers are not unnecessarily burdened by inert gases.
  • the latter feature helps to reduce the size of the downstream equipment (especially for gas purification and possibly CO2 separation) and reduces the investment.
  • the process gas is further processed into chemical products, the latter feature is of particular interest.
  • Present processes do not unnecessarily reduce the partial pressures of the reactive components (CO and H2) for CO conversion. This has a positive effect on the design of the catalytic secondary reactors, if z. B. the process gas for ammonia synthesis, methanol, SNG or Fischer-Tropsch synthesis is to be used. This results, for example, in existing ammonia synthesis, as well as in methanol synthesis plants, now higher reactor capacities are possible.
  • the amount of purge gas from the synthesis loop can be reduced, if the process gas from the outset with less Inert gas component is loaded.
  • the process gas produced is to be used according to the present invention for a gas turbine with particularly suitable overpressure CO2 separation, so the process leads to enormous relief when the process gas is no longer by the carbon supply with inert carrier gas such. B. N2 is additionally charged. In this case, the size and extent of the CO2 separation will be smaller.
  • this method requires much lower investment volume, maintenance costs, etc., which have a positive effect on the profitability of the entire system.
  • the present method can there z. B. by a discharge (similar to that described above, screw conveyor and an additional gas return line back to the pressure silo 3) are equipped, the discharge is performed in the first pressure vessel. From there, the new process can be integrated, whereby a number of advantages mentioned above (such as reactor discharge by eliminating the inert transport gases for the coal supply, etc.) can be used according to the invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung zeigt einen kontinuierlichen Prozess zur trockenen Förderung von Kohlenstaub und/oder einer Mischung von partiell zu oxidierenden Materialien, bei dem das Fördergut aus einem drücklosen Silo mittels eines geeigneten Förderorgans über einen oder mehreren Extrudereinspeisebehälter(n) zuerst zu einem oder mehreren Extruder(n) zugeführt wird, wodurch der pulverisierten Feed in der Kompressionszone des Extruders eine Hochdruckverdichtung erfährt und anschließend über einen ersten Überdruckbehälter mit einem und/oder mehreren in Reihe geschalteten Überdruck-Rohrkettenförderer(n) in einen zweiten Hochdruckbehälter überführt wird, der durch eine oder mehrere Feed-Einspeiseeinheit(en) - bestehend aus je einer Zellenradschleuse, einer Reaktor-Feedleitung sowie eine Eindüseleitung für pneumatischen Förderguttransport mittels eines Fördergases (Sattdampf, überhitzten Dampf, Inertgas, Kohlendioxid, Erdgas oder eine Mischung aus diesen Gasen in beliebigem Volumenverhältnis) das Fördergut in den Vergasungsreaktor eingedüst wird, worin das Fördergut bei höheren Temperaturen und hohem Druck zu Prozessgas, Asche und Schlacke umgesetzt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors, insbesondere eines Vergasungsreaktors.
  • Aus dem Vergaserreaktor kann durch die partielle Oxidation in weiterer Folge Prozessgas erzeugt werden, welches dann entweder zu Synthesegas für wertvolle Chemikalien eingesetzt oder über eine Gasturbine unter weit umweltschonenderem alternativem Verfahren die genannten Ausgangsstoffe unter CO2-Sequestration zur Energieerzeugung benutzen.
  • In der Vergasungstechnik werden organische Stoffe wie Kohle, Öle, Erdgas und anderen Materialien unter hohem Druck und höher Temperatur einer partiellen Oxidation unterzogen, wodurch man Prozessgas erzeugt, das im wesentlichren aus CO und H2 besteht.
  • Um die Einsatzstoffe in den Reaktor zuzuführen, müssen die Ausgangsstoffe eine Druckerhöhung erfahren. Dabei werden in der Regel die Ausgangsstoffe 2 bis 5 bar über den Reaktorbetriebsdruck gebracht, bevor sie in den Reaktor überführt werden.
  • Während die Zuführung gasförmiger Ausgangsstoffe über einen Kompressor oder die flüssigen Ausgangsstoffe wie Öle über eine Pumpe leicht erfolgen kann, bereitet die Druckerhöhung der festen Ausgangsstoffe besondere Schwierigkeiten.
  • Für die Versorgung des Reaktors mit festen Bestandsteilen, die meist aus Kohlepulver bestehen, werden im Wesentlichen zwei Methoden angewandt, womit man das Fördergut auf höheren erforderlichen Druck bringt.
  • Das eine verbreitete Methode besteht darin, dass man zuerst eine Suspension aus Kohlepulver und sonstigen partiell oxidierbaren Materialien mit einer Flüssigkeit wie Öl oder nur mit Wasser vorbereitet, welche dann mittels einer Pumpe auf höheren Druck gebracht wird und dann in den Reaktor eingesprüht wird.
  • Da für die Vergasungsreaktoren sehr viel Kohle als Ausgangsstoff einzusetzen ist, bedient man sich bei diesen Verfahren meistens das Wasser als Begleitmittel. Das Zuführen von Wasser reduziert die Reaktorleistung doch wesentlich, da das einzusetzende Wasser die erforderliche hohe Reaktionstemperatur durch die Verdampfung reduziert. Dies kann nur durch Verbrennungsreaktion der Kohle zu unerwünschten CO2 kompensiert werden, womit sich die Reaktorausbeute im Bezug auf eingesetzten Kohlenstoff zur Bildung der erwünschten Hauptprodukte CO und H2 herabsetzt.
  • Um die Probleme mit dem Wassereintrag in den Reaktor zu vermeiden, hat man eine trockene Kohleförderung in diskontinuierlichem Chargenbetrieb entwickelt.
  • In trockenen Förderverfahren wird der Kohlestaub oder sonstiges Feedmaterial in verschiedenen Korngrößen und Formen (Briketts, Pellets, etc.) in diskontinuierlichen Taktschritten aus einem drucklosen Hauptsilo chargenweise und periodisch zuerst in ein Zwischensilo überführt, welches je nach Taktvorgang mit Feedmaterial gefüllt, dann mit einem Trägergas zeitgesteuert aufgedruckt wird. Danach wird das Feedmaterial in ein Drucksilo (genannt "Pressurized Surge Hopper") entleert und anschließend wird das Zwischnsilo wieder zeitgesteuert entspannt, bevor der nächste Füllvorgang eingeleitet wird. Um den diskontinuierlichen Förderungsprozess mit Taktschritten unterschiedlicher Zeitdauer an den kontinuierlichen Betrieb der Folgeapparate in der Anlage anzupassen, ist eine Reihe intermittierend arbeitender Zwischensilos notwendig.
  • Daher müssen die Zwischensilos einerseits für Aufnahme großer Mengen und andererseits für Druckwechselbeanspruchung ausgelegt werden. Diese Faktoren erfordern eine hohe Investition.
  • Ebenso erfordert die diskontinuierliche Prozessführung eine Vielzahl von Armaturen und Leitungen mit großen Nennweiten, die auch für eine Druckwechselbeanspruchung ausgelegt werden müssen.
  • Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die vielen ferngesteuerten Armaturen je nach Taktvorgang in AUF- oder ZU-Stellung gesetzt werden müssen, was nicht nur das gesamte Verfahren störanfällig macht, sondern auch einen hohen Aufwand an Betriebspersonal und Instandhaltung erfordert.
  • Die außerordentlich großen Armaturen und Einrichtungen benötigen eine große Anzahl an Messungen und Regelkreisen, die in das Plant Control System integriert werden müssen. Andererseits bedingt die erforderliche Vielzahl an Messeinrichtungen eine Störanfälligkeit, die nur durch mehrfach (in der Regel 2 von 3 oder 2 von 4) Messungen kompensiert werden.
  • Obwohl sich diese Art der Prozessführung aus Kostengründen üblicherweise nur für Versuchsanlagen im Labor oder in Technikumsanlagen eignet, hat sie sich überraschenderweise auch in verschiedenen industriellen Anlagen für die Vergasungstechnik durchgesetzt.
  • Die Übertragung der ursprünglich für Laborbetriebe geeigneten Verfahren auf industrielle Anlagen bereitet enorm hohen technischen Aufwand. Zur Verarbeitung großer Mengen an Fördergut sind sehr große Hauptsilos, eine Reihe intermittierend arbeitende Zwischensilos und ein sehr großes Drucksilo mit einer außergewöhnlich hohe Anzahl an ferngesteuerten Armaturen, Messeinrichtungen und viele Förderund Ausgleichleitungen notwendig.
  • Der Umstand wird zusätzlich dadurch erhöht, dass man zum Handling großer Mengen an Gut in großen Silos das Fördergut ständig mit einem Trägergas im Fliessbett erhalten muss. Dafür ist ebenso eine große Menge an Inertgas notwendig, ebenso wie für die diskontinuierliche Druckerhöhung in den Zwischensilos und dem Drucksilo.
  • Ebenso ist ein hoher Bedarf an Inertgas notwendig, damit man das Fördergut aus dem Drucksilo durch ein pneumatisches Feststofffördern zum Reaktor führt.
  • Für die beiden oben angeführten Zwecke ist ein entsprechend großer Kompressor notwendig, der das nötige Inertgas (meist den anfallenden Stickstoff aus einer Luftzerlegungsanlage) unter hohem Energieverbrauch und Wartungsaufwand bereitstellen muss. Für den Schutz des Kompressors vor Pumpstößen, die durch die Druckstöße in den Inertgasversorgungssystemen entstehen, sind einige große Gaspuffertanks notwendig, die sowohl das Niederdrucksilo als auch das Zwischenund Drucksilo unterstutzen sollen.
  • Da der Inertgaskompressor aus Kosten- und Wartungsgründen einfach ohne Redundanz eingesetzt werden kann, erfolgt ein gesamter shut-down der Anlage, sobald der Kompressor ausfällt. Bei einem solchen Ausfall sind umfassende Schritte zum Re-start der gesamten Anlage unabdingbar.
  • Weiter ist zu berücksichtigen, dass diese alle Apparate und Einrichtungen einen ebenso großen Platzbedarf im Stahlbau und am Standort erfordern. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung zeigt dabei ein Verfahren zur kontinuierlichen trockenen Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors, insbesondere eines Vergasungsreaktors, zur Verfügung, wobei das Material aus einem drucklosen Silo mindestens einem Extruder zugeführt wird, wodurch das Material in der Kompressionszone des Extruders eine Verdichtung bis über den aktuellen Betriebsdruck des Reaktors erfährt.
  • Als partiell zu oxidierendes Material kann dabei Kohlestaub oder Kohlepulver, Granulate, Peletts aus verschiedenen Ausgangsmaterialien oder eine Mischung verschiedener Kohlesorten, Abfallstoffe der Raffinerien wie Teerreste, Pet-Coke, organischen Abfälle aus Chemieanlagen, getrocknete pulverisierte Biomasse, Holzabfälle verschiedener Art, getrocknete pulverisierte Schwarzlauge aus Papier- und Zellstoffindustrie und sonstige nachhaltige Materialien eingesetzt werden.
  • Bei einem Extruder handelt es sich um ein Fördergerät, welches nach dem Funktionsprinzip eines Schneckenförderers Material aufnimmt und unter Druckerhöhung aus einer Auslassöffnung herauspresst. Ein Extruder weist dabei eine Schneckenwelle bzw. Schnecke auf, welche in einem Schneckenzylinder drehbar angeordnet ist. Der Nenndurchmesser des Schneckenzylinders entspricht dabei im wesentlichen dem Außendurchmesser der Schnecke. An einem Ende der Schnecke befindet sich ein Antrieb, in den meisten Fällen ein Elektromotor mit Getriebeeinheit (Extrudergetriebe), der für die Rotation der Schnecke sorgt. Zu verarbeitende Materialien werden der Schnecke auf dieser Seite meist über einen Trichter von oben zugeführt. Am anderen Ende des Schneckenzylinders befindet sich die Auslassöffnung.
  • Die Schnecke selbst wird im Allgemeinen in drei Zonen aufgeteilt, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Im hinteren Bereich des Schneckenzylinders befindet sich die sogenannte Einzugszone. In dieser wird das zu extrudierende Material z.B. über einen Trichter eingespeist und verdichtet. An diese schließt sich die Kompressionszone an, in der das Material durch die verringerte Gangtiefe der Schnecke weiter verdichtet und damit der für den Austrag notwendige Druck aufgebaut wird. Abschließend sorgt die Austragszone für einen homogenen Materialstrom.
  • Bei dem Extruder kann es sich beispielweise um einen Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder (gleichläufig od. gegenläufig), Vielwellenextruder , Kskadenextruder oder Planetenextruder handeln. Die Förderung und der Druckaufbau werden beim Einschnecken- und gleichläufigen Doppelschneckenextruder durch die Friktion der mit der Schnecke rotierenden Masse an der stehenden Gehäusewand (Zylinder) bewirkt - man spricht in diesem Zusammenhang von Friktionsförderung. Die so in der Rotation zurückbleibende Masse wird von den wendelförmigen Schneckengängen zur Auslassöffnung geschoben. Beim gegenläufigen Doppelschneckenextruder überwiegt das Prinzip der Zwangsförderung.
  • Die Erfindung stellt damit eine kontinuierliche Hochdruckförderung von trockenem Material, insbesondere von Kohlenstaub, für die partielle Oxidation in einem Kohlevergasungsreaktor zur Erzeugung vom Prozessgas zur Verfügung. Dabei handelt es sich um einen kontinuierlichen Prozess zur trockenen Förderung von Kohlenstaub und/oder einer Mischung von partiell zu oxidierenden Materialien, bei dem das Fördergut aus einem drucklosen Silo mittels eines geeigneten Förderorgans über einen oder mehrere Extrudereinspeisebehälter einem oder mehreren Extruder(n) zugeführt wird, wodurch der pulverisierte Feed in der Kompressionszone des Extruders eine Verdichtung erfährt und anschließend einem ersten Überdruckbehälter zugeführt wird.
  • Weiterhin kann das Material von dem ersten Überdruckbehälter mit einem und/oder mehreren in Reihe geschalteten Überdruck-Rohrkettenförderer(n) in einen zweiten Hochdruckbehälter überführt werden, von wo aus das Material durch eine oder mehrere Feed-Einspeiseeinheit(en) - umfassend je eine Zellenradschleuse, eine Reaktor-Feedleitung sowie eine Eindüseleitung für den pneumatischen Förderguttransport mittels eines Fördergases (Sattdampf, überhitzten Dampf, Inertgas, Kohlendioxid, Erdgas oder eine Mischung aus diesen Gasen in beliebigem Volumenverhältnis) in den Vergasungsreaktor eingedüst wird, wo das Material bei hohen Temperaturen und hohem Druck zu Prozessgas, Asche und Schlacke umgesetzt wird.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Material für die partielle Oxidation hauptsächlich aus Kohlestaub beliebiger Art und Korngrößenverteilung mit einem Restfeuchtegehalt von 0,1 bis 10 Gew% besteht. Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Material aus einem Silo nach Mahlvorgang durch einen Schneckenförderer, Bandförderer oder einen Rohrkettenförderer zu einem oder mehreren Extrudervorlagebehälter(n) zugeführt wird.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass dem Extruder auch andere geeignete Materialien, wie Petroleum Coke, Kohle- oder Kohlenwasserstoffgranulate in beliebigem Verhältnis derart zugeführt wird, dass das Fördergut in einem Temperaturbereich von 5 °C bis 100 °C unter N2, CO2 oder sonstigem Inertgaspolster für die partielle Oxidation in einem Vergasungsreaktor zugemischt werden können.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Fördergut in einem einstufigen und oder mehrstufigen Extrusionsprozess bei Einsatz von einem und oder mehreren hintereinander geschalteten Extruder(n) geeigneter Bauart -und/oder Zwischenkühlung des Fördergutes- auf einen Überdruck zwischen 0,1 bis 100 barü verdichtet wird und der Extruderenddruck wie der herrschender Betriebsdruck in den darauffolgenden Behältern und Rohrkettenförderer(n) zwischen 0,1 bis 20 bar über den Druck des Vergasungsreaktors gebracht wird,
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Kompressions- und Reibungswärme des Extrusionsprozesses kontinuierlich aus dem Fördergut mit einem Kühlmittel wie Wasser, Kühlsole, Kältemittel indirekt über die Mantelfläche des Extruders und/oder über die Welle(n) des Extruders derart abgeführt wird, wobei das Fördergut in einem Temperaturbereich zwischen 20 °C und maximal 100 °C derart gehalten wird, dass sich dort nicht zur Ausdampfung der Restfeuchte stattfinden wird.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass der Extruder im wesentlichen nur aus einer Kompressionszone und einem nachgeschalteten integrierten Grob- und Feinbrecherzone mit Siebeinsatz (Nibbler-Zone) besteht, worin die verpressten Kohlestücke wieder zu Kohlestaub verrieben und in einen ersten Überdruckbehälter überführt werden.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors, insbesondere eines Vergasungsreaktors, wobei das Material aus einem Überdruckbehälter über mindestens eine Einspeiseeinheit, welche eine Zellenradschleuse, eine Eindüsleitung für den pneumatischen Förderguttransport und einer Reakor-Feedleitung umfaßt, pneumatisch zu dem Reaktor transportiert wird, wobei vorteilhafterweise in die Zellradschleuse in der zu entladenen Position ein Fördergas eingedüst wird, wodurch das Material mit dem Fördergas in der Reaktor-Feedleitung einen pneumatischen Betriebszustand ausbildet und somit zur Brennkammer des Reaktors geführt wird.
  • Ein solches Verfahren kann dabei unabhängig von dem Einsatz eines Extruders eingesetzt werden und ist unabhängig davon Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Vorteilhafterweise kann dieses Verfahren dabei aber auch in Kombination mit einem Extruder eingesetzt werden.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Fördergut aus einem ersten Überdruckbehälter über Rohrweiche- und Schnellschlussarmaturen mittels eines und/oder mehreren in Serie geschalteten Überdruck-Rohrkettenförderer(s) zu einem zweiten Überdruckbehälter transportiert wird, wobei der zweite Überdruckbehälter als der Reaktor-Einspeisebehälter mittelbar in der Nähe des Reaktors montiert ist und dabei im unteren Teil mit einer oder mehreren Feed-Einspeiseeinheit(en) bestehend aus je einer Zellenradschleuse, einer Fördergas-Eindüseleitung und einer Reaktor-Feedleitung, das Fördergut pneumatisch zum zugeordneten Reaktor fördert.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Zellenradschleuse(n) mit einem drehzahlgeregelten Antrieb versehen sind, die je nach Lastfall des Reaktors das Fördergut in Abstimmung mit der zugeführten Feedmenge aus dem Hauptsilo und Extruderfördermenge(n) aus dem zweiten Überdruckbehälter austragen und in der unteren Position der Zellradschleuse (Blasschuh) einem pneumatischen Gasstrom bestehend aus Sattdampf, überhitzten Dampf, Erdgas, einem Inertgas wie N2 oder CO2 oder eine Mischung der genannten Trägergase beliebigem Verhältnis aussetzen, wodurch das Fördergut in die Brennkammer des zugeordneten Reaktors eingeschleust wird.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Fördergutführung mittels einer gravimetrischen und/oder Feststoffvolumenmessung durch die Drehzahlregelung des ersten Förderorgans (z. B. Schneckenförderer, Bandförderer oder Rohrkettenförderer) und Abstimmungssteuerung der folgenden Förderapparate derart geregelt wird, dass es sich im Extrudervorlagebehälter, im ersten und zweiten Überdruckbehältern stets einen minimalen Mindeststand bilden kann, bei dem Reaktorlastfälle von 5% bis 100% Normallastfall variabel eingestellt werden können.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Fördergut kontinuierlich aus dem ersten Überdruckbehälter durch einen und/oder mehreren in Reihe installierten Rohrkettenförderer in einen Reaktor zugeteilten zweiten Überdruckbehälter überführt wird, von dem das Fördergut über eine und/oder mehrere Feed-Einspeiseeinheit(en), die sich jeweils gemeinsam mit einer Zellenradschleuse, einer Eindüseleitung für pneumatische Förderung sowie eine Reaktor-Feedleitung zusammenbilden, wobei je nach Bedarf und Anlagenzustand die Feed-Einspeiseeinheiten in Betriebgesetzt werden, während sich das Fördergut in der Reaktor-Feedleitung verschieden beliebigen Transportzusatand (z. B. Dense Flow Phase) ausbilden kann, bevor das Fördergut in die Brennkammer des Reaktors mundet.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Wellendurchführung in allen rotierenden Komponenten (Extruderwelle, Rohrkettenförderer, Zellenradschleusen, etc) die Wellendurchführung über Gleitringdichtung mit Inertgasschmierung und/oder zusätzlich mit Latternenschutz und Sperrgas und Staubausschleusung ausgestattet sind.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors, insbesondere eines Vergasungsreaktors, wobei das Material mit einem Trägergas wie z.B. Sattdampf, Inertgas, Erdgas, Kohlenwasserstoffe, CO2, insbesondere mit überhitztem Dampf in den Reaktor eingestrahlt wird, wobei das Trägergas selbst als Reaktant zur partiellen Oxidation des Materials dient.
  • Ein solches Verfahren ist dabei unabhängig von der sonstigen Förderung des Material von Vorteil und unabhängig Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Das Verfahren wird jedoch vorteilhafterweise in Kombination mit einem Extruder und/oder einer Einspeiseinheit, wie sie oben beschrieben wurden, eingesetzt.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Fördergut mit einem Überdruck von 0,1 barü bis 100 barü und einem Differenzdruck zum Betriebsdruck des Vergasungsreaktors zwischen 0,1 bis 20 bar und einer Beladungskennzahl von 0,1 bis 50 kg Kohlestaub per kg Fördergas bei Temperaturen zwischen 20°C bis 100°C in den Reaktor mit einem Träger gas (Sattdampf, Inertgas, Erdgas, Kohlenwasserstoffe, CO2), insbesondere mit überhitztem Dampf eingestrahlt wird, der selbst als Reaktant zur partiellen Oxidation von Kohle dient.
  • Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass im Silo für Kohlenstaub Zwischenlagerung ein Austragorgan (z. B. Oszillomaten) eingebaut wird, der die kontinuierliche trockene Förderung des Fördergutes durch den Förderungsprozess ohne Einsatz von Fliess- oder Wirbelschichtgas ermöglicht.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich erfindungsgemäß um einen kontinuierlichen Prozess zur trockenen Förderung von Kohlenstaub und/oder einer Mischung von partiell zu oxidierenden Materialien (Mischung des Fördergutes bestehend aus unterschiedlichen Kohlearten, Petroleum Coke, rezirkulierende Asche und chemische Additive als "Co-Feed" in beliebigem Mischungsverhältnis) ohne Einsatz von Fliess- oder Wirbelschichtgas in Silos, bei dem das Fördergut aus einem drucklosen Silo, welches für die Zwischenlagerung des Kohlenstaubes unter inerter Atmosphäre dient und sich durch ein eingebautes Austragsorgan (z. B. Osszilomaten) auszeichnet, das Fördergut mittels eines geeigneten Förderorgans (z. B. Schneckenförderer, Bandförderer oder Rohrkettenförderer prozessgesteuert unter gravimetrischen oder Feststoffvoulmenmessung) und über einen oder mehrere Extrudereinspeisebehälter zuerst zu einem oder mehreren Extruder(n) - ggf. mit Zwischenkühlung des Fördergutes- zugeführt wird, wodurch der pulverisierte Feed in der Kompressionszone des Extruders eine Hochdruckverdichtung bis über den aktuellen Betriebsdruck des Vergasungsreaktors erfährt und anschließend in einen ersten Überdruckbehälter abgeworfen wird, aus welchem das Fördergut unter Überdruck mittels eines Überdruckförderorgans (z. B. einen und/oder mehreren in Serie installierten Überdruck - Rohrkettenförderern) in einen - unter inertem Gasdruckpolster stehenden - zweiten Überdruckbehälter überführt wird, wobei der zweite Überdruckbehälter dem Kohlevergasungsreaktor mittelbar zugeteilt ist und sich durch eine oder mehrere Einspeiseeinheit(en) - bestehend aus je einer Zellenradschleuse, einer Eindüseleitung für pneumatischem Förderguttransport sowie einer Reaktor-Feedleitung - die im unteren Teil des Behälters installiert sind, so auszeichnet, dass in eine jede der Zellradschleusen in der zu entladenen Position ein Fördergas (Sattdampf, überhitzten Dampf, Inertgas, Kohlendioxid, Erdgas oder eine Mischung aus diesen Gasen in beliebigem Volumenverhältnis) eingedüst wird, womit das Fördergut mit dem Eindüsungsgas in der Reaktor-Feedleitung einen beliebigen pneumatischen Betriebszustand (z. B. Dense flow phase) ausbildet und somit zur Brennkammer des Reaktors geführt wird, wo sich das Fördergut mit Luft, reinem Sauerstoff, Erdgas oder sonstigem Kohlenwasserstoffverbindungen und/oder auch mit flüssigen Brennmaterialien (Naphta, Öl, Leicht- und Mittelfraktionen, desgl.), die jeweils durch eigene separate Leitungen in die Brennkammer des Reaktors geführt sind, in Kontakt gebracht und dabei unter hoher Temperatur und hohem Reaktorbetriebsdruck durch eine Reihe chemischer Reaktionen für partielle Oxidation zu Prozessgas mit den Hauptbestandteilen CO und H2, Asche und Schlacke umgesetzt wird.
  • Dabei ist der eingesetzte Extruder durch zwei Merkmale ausgezeichnet, nämlich dass er zum einen die durch die Kompression und Reibung entstehende Wärme aus dem Fördergut indirekt mit einem Kühlmittel durch die Mantelkühlung des Extruders und/oder durch die Welle des Extruders derart abgeführt wird, so dass die Restfeuchte im Feed während der Kompression nicht zu verdampfen beginnt und in absorbiertem bzw. in dem flüssigen Aggregatzustand erhalten bleibt und zum anderen durch das Merkmal, dass der Extruder zum Brechen der eventuell eingesetzten agglomerierten Materialien in einer zweiten Extrusionszone mit einem integrierten Grob- und Feinbrecher mit Siebeinsatz (Nibbler) ausgestattet ist.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein System zur kontinuierlichen trockenen Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors, mit mindestens einem drucklosen Silo, einem Extruder und einem ersten Überdruckbehälter, wobei das Material aus dem drucklosen Silo dem Extruder zuführbar ist, wodurch das Material in der Kompressionszone des Extruders bis über den aktuellen Betriebsdruck des Reaktors verdichtet und in den ersten Überdruckbehälter transportiert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin Systeme zur Durchführung eines der Verfahren, welche oben dargestellt wurden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
    Fig. 2
    ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Erfindungsgemäß handelt es sich hier gemäß Figur 1 um Verfahren für einen kontinuierlichen Prozess zur trockenen Förderung von Kohlenstaub 1 und/oder eine Mischung von partiell zu oxidierenden Materialien (Mischung des Fördergutes bestehend aus unterschiedlichen Kohlearten, Petroleum Coke, rezirkulierende Asche und chemische Additive, genannt Co-Feed 2 in beliebigem Mischungsverhältnis) ohne Einsatz von Fliess- oder Wirbelschichtgas in Silos, bei dem das Fördergut aus einem drucklosen Silo 3, welches für die Zwischenlagerung des Kohlenstaubes unter inerter Atmosphäre dient und sich durch ein eingebautes Austragorgan 3a (z. B. Osszilomaten) auszeichnet, das Fördergut mittels eines geeigneten Förderorgans 4 (z. B. Schneckenförderer, Bandförderer oder Rohrkettenförderer prozessgesteuert unter gravimetrischen oder Feststoffvoulmenmessung) und über einen oder mehreren Extrudereinspeisebehälter 5 zuerst zu einem und/oder mehreren Extruder(n) 6 - und/oder mit Zwischenkühlung des Fördergutes- zugeführt wird, wobei der pulverisierten Feed in der Kompressionszone des Extruders eine Hochdruckverdichtung bis über den aktuellen Betriebsdruck des Vergasungsreaktors erfährt und anschließend in einen ersten Überdruckbehälter 7 abgeworfen wird.
  • Aus diesem wird das Fördergut unter Überdruck mittels eines Überdruckförderorgans 10 (z. B. Überdruck-Rohrkettenförderer und/oder mehrere in Reihe geschaltete Überdruck-Rohrkettenförderer) in einen -unter inertem Gasdruckpolster stehenden - zweiten Hochdruckbehälter 11 überführt, wobei der zweite Überdruckbehälter 11 dem Kohlevergasungsreaktor 17 mittelbar zugeteilt ist und sich durch einen oder mehrere Zellenradschleuse(n) 12 kombiniert mit Reaktor-Feedleitung(n) 14 im unteren Teil des Behälters in der Weise auszeichnet, dass in eine jede der Zellenradschleusen 12 in der zu entladenen Position ein Fördergas 13 (Sattdampf, überhitzten Dampf, Inertgas, Kohlendioxid, Erdgas oder eine Mischung aus diesen Gasen in beliebigem Volumenverhältnis) eingedüst wird, womit das Fördergut mit dem Eindüsungsgas 13 in der Reaktor-Feedleitung 14 einen beliebigen pneumatischen Betriebszustand (z. B. Dense flow phase) bildet und somit zur Brennkammer des Reaktors 17 geführt wird.
  • Dort wird das Fördergut mit Luft, reinem Sauerstoff 16, Erdgas oder sonstigem Kohlenwasserstoffverbindungen und/oder auch mit flüssigen Einsatzmaterialien (Naphta, Öl, Leicht- und Mittelfraktionen, desgl.) 15, die jeweils durch eigene separate Leitungen in die Brennkammer des Reaktors geführt sind, in Kontakt gebracht und dabei unter hoher Temperatur und hohem Reaktorbetriebsdruck durch eine Reihe chemischer Reaktionen für partielle Oxidation zu Prozessgas mit den Hauptbestandteilen CO und H2 und Asche und Schlacke umgesetzt wird.
  • Der eingesetzte Extruder 6 weist ein Kühlsystem auf, so dass die durch die Kompression und Reibung entstehende Wärme aus dem Fördergute indirekt mit einem Kühlmittel durch die Mantelkühlung des Extruders und/oder auch zusätzlich durch die Wellen des Extruders 6a derart abgeführt wird, dass die Restfeuchte im Feed während der Kompression nicht zu verdampfen beginnt und in absorbiertem bzw. in dem flüssigen Aggregatzustand erhalten bleibt. Weiterhin ist der Extruder zum Brechen der eventuell eingesetzten agglomerierten Kohlepulver in einer zweiten Extrusionszone mit einem integrierten Grob- und Feinbrecher mit Siebeinsatz (Nibbler) ausgestattet, bevor das Fördergut in die erste Überdruckvorlage 7 abgegeben wird.
  • Um im kontinuierlichen Betrieb eine lange Betriebsdauer ohne Betriebsunterbrechung gewährleisten zu können, sollte der Kohlenstaubdruckerhöhungseinrichtung bestehend aus Extrudereinspeisebehälter 5 und Extruder 6 (ggf. mit erstem Überdruckbehälter 7 mit Rohrweiche 8 und Schnellschluss 9) gemeinsam redundant gebaut werden, wobei eine Einrichtung (genannt "Skid") als Betriebsskid und die andere als Stand-by fungiert. Zum Zwecke einer Wartung und Reparatur kann z. B. eine Entspannung des Überdruckbehälters über eine separate Gasleitung wie auch Kohleentleerung über Entleerungsarmatur 18 erforderlich sein.
  • Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren wendet eine Reihe von Antrieben an, derer Welle mit dem Fördergut unter Überdruck in Kontakt steht. Daher bietet sich an, eine geeignete Wellendichtung wie Labyrinthdichtung mit beaufschlagtem inertem Sperrgas oder besonders geeignet Gleitdichtungen mit inertem Schmiergas als Dichtungsorgan anzuwenden. Gegebenenfalls kann die Wellendichtung mit einer zusätzlichen Laterne gestutzt werden, durch die der eindringende Kohlestaub mit einem inerten Spülgas aus dem Laternenraum ausschleust werden kann.
  • Zur zusätzlichen Betriebsunterstützung könnte auch der Rohrkettenförderer (oder der Satz von hintereinander geschalteten Überdruckrohrkettenförderern) eventuell in doppelter Ausführung installiert werden, obwohl diese Einrichtung als wartungsund reparaturarm erachtet wird. Alle sonstigen Komponenten können dank ihrer ausgezeichneten gewährten Funktion einfach installiert werden.
  • Erfindungsgemäß bietet sich im kontinuierlichen Betrieb an, im Extrudervorlagebehälter 5 sowie im ersten und zweiten Überdruckbehälter 7 und 11 einen Mindeststand an Fördergut zu gewährleisten, damit das inerte Polstergas nicht unnötiger Weise über Zellenradschleuse in den Reaktor gelangt und damit einen hohen Verbrauch aufweist.
  • Zur Harmonisierung des kontinuierlichen Betriebes kann z. B. der erste Förderorgan 4 mit einer frequenzgesteuerten Drehzahlregelung ausgestattet werden, die über eine geeignete Fördergutmengenmessung (Standregelung, gravimetrischen oder Feststoffvolumenmessung desgl.) gesteuert werden kann. Insbesondere, wenn mehrere Extrusionsmaschinen und/oder (mehrere in Serie geschaltete) Überdruckrohrkettenförderer 10 eingesetzt werden sollen, bietet sich erfindungsgemäß an, die Antriebe der Extruder - und/oder Rohrkettenförderer 10 - ebenso mit Drehzahlregelung auszustatten.
  • Beim zweiten Überdruckbehälter 11 bilden die Komponenten Zellenradschleuse, Eindüsungsleitung 13 und Reaktor-Feedleitung 14 zusammen je eine Feed-Einspeiseeinheit. Je nach Typ des Vergasungsreaktors oder gewünschten Lastfalls des Reaktors kann der zweite Überdruckbehälter 11 mit einem oder mehreren Feed-Einspeiseeinheit(en) versehen werden.
  • Eine Anzahl von Feed-Einspeiseeinheiten ermöglichen erfindungsgemäß, dass sich der Vergasungsreaktor variable Lastfälle der Anlage annehmen kann. Solche Betriebszustände sind wie z. B. bei Minderlast, Anfahr- oder Abfahrlast leicht einstellbar. Ebenso ist ein Wiederanfahren der Anlage z. B. nach einem Anlagenausfall oder nach Warmhaltebetrieb des Reaktors eventuell mit Erdgas leicht und rasch möglich.
  • Somit wird aus dem zweiten Überdruckbehälter 11 das Fördergut unterschiedlicher Güteklasse oder eine Mischung aus verschiedenen Ausgangsmaterialien, welche die Apparate 3 bis 10 passiert haben, über eine oder mehrere Feed-Einspeiseeinheit(en) in den Reaktor geführt.
  • Das Fördergut wird unmittelbar vor dem Reaktoreintritt in Reaktor-Feedleitung in einen pneumatischen Transportzustand versetzt.
  • Hier können sich je nach Eindüsungsmenge (besonders vorteilhaft mit dem überhitzten Dampf) und Kohlenstaubmassenstrom grundsätzlich verschiedene pneumatische Betriebszustände wie Dilute Phase Conveying, Dense Phase Convying with Bypass, Dense Phase Pressure Conveying, ausbilden, wobei der letztere Förderungsmechanismus sich mit einer Beladungskennzahl von 0,1 bis 50 kg Kohlestaub per kg Fördergas und einem Druckgefälle zwischen dem zweiten Überdruckbehälter und dem Reaktorbetriebsdruck von 0,1 bis 20 bar als besonders geeignet für Vergasungsreaktoren auszeichnet.
  • Da im Gegensatz zu inerten Fördergasen der eingesetzte Dampf als ein aktiver Reaktionsteilnehmer die partielle Oxidation unterstutzt, kann in der Reaktor-Feedleitung grundsätzlich ein beliebiger pneumatischer Betriebszustand in jedem beliebigen Lastzustand der Anlage eingestellt werden, ohne dass das interte Fördergas den Fortschritt der gewünschten chemischen Reaktionen nachteilig beeinflusst.
  • Nach Ablauf der Reaktionen kann nun leicht der überschüssige Dampf nach Quenchvorgang oder Kondensation aus dem Prozessgas abgezogen werden, ohne dass die Folgeapparate, wie im Falle des Einsatzes von interten Fördergasen, unnötig belastet werden.
  • Einige der besonderen Vorteile des neuen Verfahrens können exemplarisch wie folgt angeführt werden.
  • Der pneumatische Transportszustand kann in einfacher Weise anhand gravimetrischer Feststoffzuführung und einer Mengenmessung in dem Trägergasstrom 13 mittels eines Regelventils (oder für jede Trägergaskomponente wie Inertgas, Erdgas etc.) eingestellt werden.
  • Durch die oben beschriebene Prozessführung ist nun der wünschenswerte Flexibilitätsbedarf nach beliebig variierenden Anlagenlasten erfindungsgemäß erfüllt. Dadurch können Anlagenlastfälle von 5% bis über maximalen Lastfall, z. B. 105% oder 110% realisiert werden.
  • Einer der wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Feststoffführung im trockenen Zustand erfolgt. Die übliche Prozessführung durch eine Kohlesuspension (Slurry Feed) mit einer Trägerflüssigkeit - meist Wasser - ist nicht mehr erforderlich. Das für die Reaktion und Reaktorlast nachteilige Wasser entfällt.
  • Damit können künftige Reaktoren in ihrer Auslegung optimiert werden. Ebenso ist eine Kapazitätserhöhung der vorhandenen Anlagen nach einer Umrüstung zum neuen Verfahren nun möglich.
  • Ebenso entfallen die umfangreichen Apparate unter Betriebsführung mit Wirbelschicht-, Fliessbett-Kohleversorgung mit kompliziertem Gasversorgungssystem. Allein der erforderliche Umfang in Menge sowie Betriebsdruck für das notwendige Inertgas, welches als Fliessbett-, Wirbelbett- und Fördergas mit einem System für Inertgasstaubfiltration einzusetzen ist, erfordert neben Aufwendungen für Energie und Kühlwasser einen hohen Aufwand in Investition, Betrieb und Instandhaltung.
  • Wie oben angedeutet, wird der einzudüsende überhitzte Dampf 13 zum einen Teil im Reaktor chemisch zu Prozessgas umgesetzt, zum anderen kann der chemisch nichtreagierte Dampf in dem folgenden Quentcher und Kondensatoren leicht auskondensiert werden. Damit werden die Folgeapparate nicht unnötig durch Inertgase belastet. Das letzte Merkmal trägt dazu bei, dass die Größe der Folgeapparate (insbesondere für die Gasreinigung und eventuell für die CO2 Trennung) kleiner ausfallen und die Investition verringert wird.
  • Sollte das Prozessgas zu chemischen Produkten weiterverarbeitet werden, so ist das letztere Merkmal von besonderem Interesse. Durch vorliegende Verfahren werden die Partialdrücke der reaktiven Komponenten (CO und H2) für die CO-Konvertierung nicht unnötig herabgesetzt. Das wirkt sich positiv auf die Auslegung der katalytischen Folgereaktoren aus, wenn z. B. das Prozessgas zur Ammoniaksynthese, Methanol, SNG oder zu Fischer-Tropsch Synthese verwendet werden soll. Herbei ergibt sich zum Beispiel, dass bei vorhandenen Ammoniaksynthesewie auch bei Methanolsyntheseanlagen sind nun höhere Reaktorleistungen möglich.
  • Es soll hier erwähnt werden, dass der Anteil von Inertgasen (insbesondere für Methanol) auch den Synthesegaskompressor teilweise entlastet.
  • Ebenso, wenn das erzeugte Synthesegas für chemische Produkte (wie Ammoniak, Methanol, Fischer Tropsch, MTG, Methanol to Gasolin) verwendet werden sollte, kann die Höhe der Ausschleusungsgase (Purge Gas) aus dem Synthesekreislauf reduziert werden, wenn das Prozessgas von vornherein mit weniger Inertgaskomponenten belastet ist.
  • Falls das erzeugte Prozessgas nach vorliegendem erfindungsgemäßen Verfahren für eine Gasturbine mit besonders geeigneten Überdruck CO2-Trennung eingesetzt werden soll, so führt das Verfahren zu einer enormen Erleichterung, wenn das Prozessgas nicht mehr durch die Kohleversorgung mit inertem Trägergas wie z. B. N2 zusätzlich belastet ist. In diesem Fall wird die Größe und Umfang der CO2-Trennung kleiner ausfallen.
  • Aus diesen Gründen erfordert dieses Verfahren wesentlich niedrigere Investitionsvolumen, Wartungskosten etc., welche auf die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage positiv auswirken.
  • Wie oben beschrieben, laufen bereits mehrere Anlagen weltweit mit den vorhandenen Technologien für Kohleversorgung, die entweder die Einsatzkohle als Kohlesuspension mittels einer Pumpe in den Reaktor führen oder die trockene Kohle mit einem Komplex von Silos und sehr aufwendiger Inertgasführung in den Vergasungsreaktor eindüsen.
  • Um diese Schwierigkeiten nicht nur für künftige Anlagen zu vermeiden, sondern auch die Möglichkeit zur Nachrüstung vorhandener Anlagen auf das vorliegende Verfahren zu eröffnen, wird erfindungsgemäß auf ein Fallbeispiel anhand Figur 2 hingewiesen.
  • In den Anlagen mit dem alten Kohleversorgungsverfahren sind vor dem Reaktor ein Drucksilo vorhanden, welches z. B. als sog. Pressurized Surge Hopper (Figur 2, Element 3) bezeichnet wird.
  • Das vorliegende Verfahren kann dort z. B. durch einen Austragorgan (ähnlich wie oben beschrieben, Schneckenförderer und eine zusätzliche Gaspendelleitung zurück zum Drucksilo 3) ausgerüstet werden, dessen Abwurf in den ersten Überdruckbehälter geführt wird. Von dort aus nun kann das neue Verfahren integriert werden, womit eine Reihe von oben erwähnten Vorteile (wie Reaktorentlastung durch Wegfall der inerten Transportgase für die Kohleversorgung etc.) erfindungsgemäß angewendet werden können.
  • Ebenso können auch einzelne Komponenten der erfindungsgemäßen Anlage einzeln oder in Kombination mit bekannten Anlagen eingesetzt werden.
    • Liste der Komponenten in Figur 1
  • 1 Kohlepulver, Kohlepellet, Pet-Coke, etc.
    2 Getrocknete zerkleinerte Biomasse, Beimittel für Vergasung
    3 Druckloser Hauptsilo
    3a Austragsorgan zum Entleerungsraum von Silo, z. B. Oszillomatten
    4 Feedförderer (z. B. Schneckenförderer, Rohrkettenförderer, etc.)
    5 Vorlagebehälter zum Extruder
    6 Extruder
    6a Kühlkreislauf des Extruders
    7 Erster Überdruckbehälter
    8 Rohrweiche
    9 Schnellschlussarmatur
    10 Satz aus einem oder mehreren in Reihe geschalteten Rohrkettenförderer für Über-druckförderung
    11 Zweiter Überdruckbehälter
    12 Zellenradschleuse mit Leckgas-, und Leckstaubsammler und Blasschuh
    13 Pneumatischer Fördergasleitung für Sattdampf, überhitzten Dampf, Inertgas, Erdgas oder sonstiges Fördergas
    14 Reaktor-Feedleitung
    15 Zusatzgas für Vergasung (Erdgas, Naphtadampf, Offgase sonstige Kohlenwasserstoffe)
    16 Oxidationsgas (z. B. Luft, reiner Sauerstoff)
    17 Vergasungsreaktor
    18 Notentleerung von Fördergut für Wartungszwecke
    • Liste der Komponenten in Figur 2
  • 1 Kohlepulver, Kohlepellet, Pet-Coke, etc.
    2 Getrocknete zerkleinerte Biomasse, Beimittel für Vergasung
    3 Druckbeausschlagter Hauptsilo
    3a Austragsorgan zum Entleerungsraum von Silo, z. B. Oszillomatten
    4 Feedförderer (z. B. Schneckenförderer, Rohrkettenförderer, etc.)
    5 Austragsvorrichtung (z. B. drehzahlgeregelter Hohlraumschneckenförderer
    6 Erster Überdruckbehälter mit Druckausgleichleitung
    7 Austragorgan (z. B. Zellenradschleuse)
    8 Rohrweiche
    9 Schnellschlussarmatur
    10 Satz aus einem oder mehreren in Reihe geschalteten Rohrkettenförderer für Über-druckförderung
    11 Zweiter Überdruckbehälter
    12 Zellenradschleuse mit Leckgas-, und Leckstaubsammler und Blasschuh
    13 Pneumatischer Fördergasleitung für überhitzten Dampf, Sattdampf, Inertgas, Erdgas oder sonstiges Fördergas
    14 Zusatzgas für Vergasung (Erdgas, Naphtadampf, Offgase sonstige Kohlenwasserstoffe)
    15 Reaktor-Feedleitung
    16 Vergasungsreaktor
    17 Notentleerung von Fördergut für Wartungszwecke

Claims (15)

  1. Verfahren zur kontinuierlichen trockenen Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors, insbesondere eines Vergasungsreaktors, wobei das Material aus einem drucklosen Silo mindestens einem Extruder zugeführt wird, wodurch das Material in der Kompressionszone des Extruders eine Verdichtung bis über den aktuellen Betriebsdruck des Reaktors erfährt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die durch die Kompression und Reibung entstehende Wärme im Extruder aus dem Fördergut mittels eines Kühlsystems derart abgeführt wird, dass die Restfeuchte im Material während der Kompression nicht zu verdampfen beginnt, wobei die Wärme vorteilhafterweise kontinuierlich mit einem Kühlmittel über die Mantelfläche des Extruders und/oder über die Welle(n) des Extruders derart abgeführt wird, dass das Fördergut im Extruder in einem Temperaturbereich zwischen 5 °C und maximal 100 °C, vorteilhafterweise zwischen 20°C und maximal 100 °C gehalten wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Material in einer Abreibungszone des Extruders gebrochen wird, bevor es in den Überdruckbehälter abgegeben wird, insbesondere über einen in den Extruder integrierten Grob- und/oder Feinbrecher mit Siebeinsatz (Nibbler).
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ausgezeichnet, dass das Material für die partielle Oxidation als Hauptbestandteil Kohlestaub beliebiger Art und Korngrößenverteilung umfaßt und einen Restfeuchtegehalt von 0,1 bis 10 Gew% aufweist, wobei dem Extruder vorteilhafterweise auch andere geeignete Materialien, wie Petroleum Coke, Kohle- oder Kohlenwasserstoffgranulate in beliebigem Verhältnis zugeführt werden können.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ausgezeichnet, dass das Material nach einem Mahlvorgang durch einen Fördermittel, insbesondere durch einen Schneckenförderer, Bandförderer oder einen Rohrkettenförderer mindestens einem Extrudervorlagebehälter zugeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Material in mindestens einem Extruder auf einen Überdruck zwischen 0,1 bis 100 barü verdichtet wird und der Extruderenddruck sowie ggf. der Betriebsdruck in darauffolgenden Überdruckbehältern und/oder Förderern zwischen 0,1 bis 20 bar über dem Betriebsdruck des Reaktors liegt.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Material aus einem Überdruckbehälter über mindestens eine Einspeiseeinheit, welche eine Zellenradschleuse, eine Eindüsleitung für den pneumatischen Förderguttransport und einer Reakor-Feedleitung umfaßt, pneumatisch zu dem Reaktor transportiert wird, wobei vorteilhafterweise in die Zellradschleuse in der zu entladenen Position ein Fördergas eingedüst wird, wodurch das Material mit dem Fördergas in der Reaktor-Feedleitung einen pneumatischen Betriebszustand ausbildet und somit zur Brennkammer des Reaktors geführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Material über den Extruder einem ersten Überdruckbehälter zugeführt wird, wobei vorteilhafterweise das Material von dem ersten Überdruckbehälter über ein Überdruckfördermittel zu einem zweiten Überdruckbehälter transportiert wird, von welchem aus das Material über die mindestens eine Einspeiseeinheit zu dem Reaktor transportiert wird, wobei vorteilhafterweise das Fördergut aus dem ersten Überdruckbehälter über Rohrweiche- und/oder Schnellschlussarmaturen mittels eines und/oder mehreren in Serie geschalteten Überdruck-Rohrkettenförderer(s) zu dem zweiten Überdruckbehälter transportiert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch ausgezeichnet, dass die Zellenradschleuse mit einem drehzahlgeregelten Antrieb versehen ist, der je nach Lastfall des Reaktors das Fördergut aus dem zweiten Überdruckbehälter austragen und in einer unteren Position der Zellradschleuse (Blasschuh) einem pneumatischen Gasstrom, welcher insbesondere aus Sattdampf, überhitzten Dampf, Erdgas, einem Inertgas wie N2 oder CO2 oder einer Mischung der genannten Trägergase bestehen kann, aussetzen, wodurch das Fördergut in die Brennkammer des zugeordneten Reaktors eingeschleust wird, wobei vorteilhafterweise die Ansteuerung des Antriebs in Abstimmung mit der zugeführter Feedmenge aus dem unbedruckten Behälter und der Extruderfördermenge erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ausgezeichnet, dass die Fördergutführung mittels einer gravimetrischen und/oder Feststoffvolumenmessung durch die Ansteuerung der Fördermittel, insbesondere eine Drehzahlregelung eines ersten Förderorgans und Abstimmungssteuerung der folgenden Förderapparate derart geregelt wird, dass sich im Extrudervorlagebehälter und/oder im ersten Überdruckbehälter und/oder im zweiten Überdruckbehälter stets ein minimaler Mindeststand befindet, welcher die Versorgung des Reaktors bei variabel einstellbaren Reaktorlastfällen von 5% bis 100% Normallastfall erlaubt.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ausgezeichnet, dass die Wellendurchführungen in allen rotierenden Komponenten wie z.B. Extruderwelle, Rohrkettenförderer, Zellenradschleusen über eine Gleitringdichtung mit Inertgasschmierung und/oder zusätzlich mit Laternenschutz und/oder Sperrgas und/oder Staubausschleusung ausgestattet sind.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ausgezeichnet, dass das Fördergut mit einem Überdruck von 0,1 barü bis 100 barü und einem Differenzdruck zum Betriebsdruck des Reaktors zwischen 0,1 bis 20 bar und einer Beladungskennzahl von 0,1 bis 50 kg Kohlestaub per kg Fördergas bei Temperaturen zwischen 20°C bis 100°C in den Reaktor eingestrahlt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Material mit einem Trägergas wie z.B. Sattdampf, Inertgas, Erdgas, Kohlenwasserstoffe, CO2, insbesondere mit überhitztem Dampf in den Reaktor eingestrahlt wird, wobei das Trägergas selbst als Reaktant zur partiellen Oxidation des Materials dient.
  14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei in einem Silo für die Zwischenlagerung des Materials, insbesondere in dem drucklosen Silo, ein Austragorgan wie z.B. ein Oszillomaten vorgesehen ist, der die kontinuierliche trockene Förderung des Fördergutes ohne Einsatz von Fliess- oder Wirbelschichtgas ermöglicht.
  15. System zur kontinuierlichen trockenen Förderung eines partiell zu oxidierenden Materials zur Beschickung eines bedruckten Reaktors, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit mindestens einem drucklosen Silo, einem Extruder und einem ersten Überdruckbehälter, wobei das Material aus dem drucklosen Silo dem Extruder zuführbar ist, wodurch das Material in der Kompressionszone des Extruders bis über den aktuellen Betriebsdruck des Reaktors verdichtet und in den ersten Überdruckbehälter transportiert werden kann.
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