WO1997046639A1 - Gas generation process - Google Patents

Gas generation process Download PDF

Info

Publication number
WO1997046639A1
WO1997046639A1 PCT/EP1997/002485 EP9702485W WO9746639A1 WO 1997046639 A1 WO1997046639 A1 WO 1997046639A1 EP 9702485 W EP9702485 W EP 9702485W WO 9746639 A1 WO9746639 A1 WO 9746639A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
raw gas
gasification
gas
molten bath
carbon
Prior art date
Application number
PCT/EP1997/002485
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Adrian Brandl
Volker Kaiser
Ralf Abraham
Werner Baumgartner
Christoph LÜTGE
Ci Liu
Marco Deutsch
Original Assignee
Krupp Uhde Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krupp Uhde Gmbh filed Critical Krupp Uhde Gmbh
Priority to AU29553/97A priority Critical patent/AU2955397A/en
Publication of WO1997046639A1 publication Critical patent/WO1997046639A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/57Gasification using molten salts or metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/463Gasification of granular or pulverulent flues in suspension in stationary fluidised beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60Processes
    • C10J3/64Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02Dust removal
    • C10K1/024Dust removal by filtration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0959Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
    • C10J2300/1628Ash post-treatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Definitions

  • the invention relates to a process by means of which one or more carbon-containing feedstocks, including waste, by means of partial oxidation in a gasification reactor and an at least gas-side melt pool, gas, metal, sulfur and a base material for the Cement production.
  • Fuel gas or synthesis gas from carbonaceous feedstocks, e.g. From coal, from wood or other biomass, from sewage sludge and / or from waste, these feedstocks are partially oxidized individually or in combination by means of air or oxygen or oxygen-enriched air.
  • Fuel gas is fired under pressure, for example, in the combustion chamber of a gas turbine of a combined cycle power plant.
  • Synthesis gas is used for the production of methanol.
  • the partial oxidation takes place in gasification reactors, from which the gasification residue is drawn off either as a flowable slag or dry as ash.
  • the specialist book "Coal Gasification” [1] explains the form in which the gasification residue occurs in the different types of gasification reactors.
  • the input materials are gasified either in the fixed bed, in the fluidized bed or in the entrained flow. If the gasification takes place in a fixed bed, such as in a rotary grate generator operated at approximately atmospheric pressure or in a rotary grate generator charged to about 30 bar, the gasification residue is obtained as largely unpolluted ash.
  • the gasification residue forms in the fluidized bed granular ash granules which can no longer be fluidized once a certain grain size has been reached and which precipitate out of the fluidized bed as a bottom discharge.
  • Winkler generator operated at approximately atmospheric pressure
  • HW gasifier high-temperature Winkler gasifier
  • the gasification residue is obtained as a liquid slag because of the high gasification temperatures of about 1500 ° to 1900 ° C. that result.
  • page 96 it is reported that in the Koppers-Totzek gasifier, about half of the gasification residue flows downward as liquid slag on the gasifier walls, that it is quenched in a water-filled tank and that it is below the carburetor is withdrawn in granulated form. The other half of the gasification residue is discharged from the Koppers-Totzek gasifier with the crude gas generated as fly ash.
  • the degree of coal conversion is 90-95%, sometimes higher.
  • the coal which is not converted in the entrained-flow gasifier is obtained together with the gasification residue.
  • the granulated slag produced as the bottom discharge in the entrained flow gasifiers also contains combustible components which can be used.
  • the crude gas formed in the gasification reactor is loaded with flyable gasification residue. Flight slag is discharged from the crude gas from the gasification reactor producing slag. Fly ash from the raw gas is discharged from the ash-producing gasification reactor.
  • the flyable gasification residue also contains residues of the unreacted feed.
  • the Winkler gasifier that its fly ash transports 15 to 20% carbon with it.
  • the present invention solves the problems described by a method for the production of gas from at least one carbon-containing feedstock, which in one by means of air or oxygen or oxygen-enriched air
  • the gasification reactor is partially oxidized and this results in primary raw gas and gasification residue; which process is characterized in that the gasification residue is placed in a molten bath, into the melt bath an oxidizer and additives are introduced, with which a secondary raw gas, ceramic slag and alloyed melt is produced from the gasification residue and that in Melting pool formed secondary raw gas is mixed with the primary raw gas.
  • a process for the gasification of waste materials is described in detail in the patent DE 43 39 973.
  • two gasification reactors are interconnected, the first of which is operated as an HTW gasifier in a manner similar to that in the present invention.
  • the ash is ground, which is drawn off from this first carburetor.
  • This ash is mixed together with flying dust, which comes from a dedusting device, and introduced together with additional fuel and gasification agent into a second gasification reactor, which is designed as an entrained flow gasifier of the Shell or Koppers-Totzek type and which, in addition to raw gas, exclusively contains slag Floor extraction produced.
  • the present invention differs fundamentally legend of the technology described in the patent DE 43 39 973.
  • the melt pool used in the present invention leads to a separation of the substances which collectively form slag in entrained-flow gasification into a ceramic phase and a metallic phase.
  • a molten bath is used, as described in the patents US 5,491,279, WO 93/25277, US 4,574,714, US 5,298,233, US 5,443,572, US 5,301,620, US 5,358,549 and in the publication "Molten metal works waste wonders, by Peter Taffe, European Chemical News October 16-22, 1995, pp. 32-33 ".
  • an embodiment of the invention in which, in addition to the gasification residue, at least one lumpy residue is also added to the molten bath in order to generate additional secondary raw gas therefrom.
  • the present invention it is possible to dispense with fine grinding of the granulated slag or ash obtained as the bottom draw of the gasification reactor.
  • the entry into the envisaged weld pool can either be pneumatic, then grinding is advisable. full, or the entry can take place via a lock system, in this case only a refraction of coarse parts is necessary.
  • the present invention has a configuration in which the carbon-containing slag or ash, which is obtained as the bottom discharge of the gasification reactor, is placed in a mixing and conveying device which also carries out a refraction on a predeterminable grain size.
  • This process of thermal / catalytic decomposition in the melt pool can be influenced by adding additives.
  • the present invention therefore provides its own way of adding the additives to the molten bath, namely in such a way that, in addition to the carbon-containing slag or ash, mainly mineral additives are added to the mixing and conveying device, which are used to condition the Melting Ba of serve.
  • these additives consist at least partly of mineralized ashes from other combustion processes. It will e.g. It is also possible to convert ashes containing heavy metals that result from the combustion or partial oxidation of heavy residues from petroleum processing into residues that are easier to deposit.
  • the carbon-containing slag or ash broken in the mixing and conveying device if appropriate also together with the predominantly mineral aggregates introduced into the mixing and conveying device, either pneumatically or via a lock system to bring in the weld pool.
  • Another advantage of the present invention is that, in contrast to the entrained-flow gasification described in the patent DE 43 39 973, no additional fuel has to be provided for the operation of the melt pool.
  • the methane reacts endothermically with oxygen and water vapor to form carbon monoxide and hydrogen, which slightly increases the yield of synthesis gas and thus even generates additional fuel instead of using fuel.
  • methane is additionally introduced into the melt pool as cooling for the input organs.
  • the present invention also has another embodiment in which methane and / or additional steam is added to the melt pool as cooling when the melt bath temperature is to be reduced.
  • the electric heater is used only during the starting phase.
  • the gasification parameters for example the pressure-charged fluidized-bed gasification, are set such that a sufficiently large proportion of carbon remains in the extracted ash of the pressure-charged fluidized-bed reactor, so that an electrical heater only required in exceptional cases.
  • the present invention is therefore designed such that the hot secondary raw gas is fed from the melt bath to a water wash, where it cools down and where the gaseous salt and metal compounds are washed out.
  • the present invention provides for the use of a fluidized bed cooler, as described in US Pat. No. 4,936,872.
  • the vaporous, salt-like or metallic compounds are condensed or desublimated on the grains of the cooled fluidized bed material and are thus recovered.
  • the present invention is also designed in such a way that the hot secondary raw gas is passed from the melt pool into a fluidized bed cooler in which the thermal energy of the hot secondary raw gas is used for steam generation and where the gaseous gases are used Condense or desublimate salt and metal compounds on the grains of the fluidized bed material and the fluidized bed material loaded in this way is drawn off.
  • the fluidized-bed particles loaded in this way are expediently continuously removed from the fluidized bed and returned to the molten bath.
  • the entry in the weld pool can be done in the same way as previously described for ashes: either pneumatically as dust, which requires grinding, or via a lock system together with the other substances which are added to the molten bath.
  • the use of the molten bath also allows the production of a slag which is used as a cement base material. This is due on the one hand to the fact that the composition can be adjusted by adding additives to the molten bath and, on the other hand, to the fact that the heavy metals are absorbed by the metallic phase and can therefore only be found to a very small extent in the ceramic slag, which represents a further advantage of the invention. It is also possible through a suitable mixing ratio of the additives to influence the melting temperature of the liquid, ceramic phase.
  • the substances calcium oxide (CaO), aluminum oxide (Al 2 0 3 ) and silicon dioxide (Si0 2 ) come into consideration as additives.
  • the operating temperature of the melting bath can be selected so that a low-melting eutectic is formed in the ceramic phase.
  • base metals such as vanadium are also to be incorporated into noble metals that form the metallic phase of the molten pool, such as iron, the temperature of the molten pool must be raised accordingly, the relationship is described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4. , revised and expanded edition, 1975, Weinheim, volume 10, p. 330, is shown in detail. In this case, the choice of a higher melting eutectic is recommended.
  • the present invention therefore provides in one of its embodiments that the molten bath has a liquid, ceramic phase and at least one liquid, metallic phase in which the starting materials are thermally and catalytically decomposed.
  • the present invention has a configuration in which a base material for cement production is made from the ceramic, liquid phase of the molten bath is obtained which contains the mineral additives and the mineral components of the carbonaceous feedstocks.
  • a fluidized bed cooler is used to cool the hot secondary raw gas generated in the melt pool, it is advisable to also select the fluidized bed material in the above-mentioned suitable mixing ratio, since this is also added to the melt pool and to form the liquid, contributes to the ceramic phase.
  • the sensible heat carried by the primary raw gas is devalued in a thermodynamic sense.
  • the hot primary raw gas has recently been passed through filters fitted with ceramic filter cartridges.
  • the major portion of the dust loading of the primary raw gas can thus be separated from it. All- However, with this hot gas dedusting, the hot primary raw gas must first be cooled to a temperature at which the filter candle material is still stable.
  • the fly ash in the hot gas filter must also be disposed of.
  • configurations were created with which the carbon content of the fly ash is particularly advantageously fed to recycling in a simple manner.
  • the waste heat of the primary raw gas generated in the gasification reactor is used for steam generation, the primary raw gas being cooled to a temperature which permits subsequent hot gas dedusting.
  • the flying dust separated from the cooled primary raw gas by means of hot gas dedusting is also added to the mixing and conveying device, into which the ashes from the bottom vent of the gasification reactor and possibly the mineral additives are also added.
  • the flying dust from the primary raw gas is transferred to the melt pool in order to convert the carbon content of the flying dust into additional secondary raw gas there.
  • An alternative embodiment of the present invention fertilizer provides that the cooled primary raw gas is fed to a hot gas dedusting system and that the dust separated there is introduced directly into the melting bath through an injection pipe.
  • FIG 1 and 2 show two process flow diagrams, in which the process according to the invention is described by way of example.
  • the carbon-containing feed 1 and the oxygen-containing feed gas 2 are placed in a pressure-charged fluidized bed reactor 3 and converted to synthesis gas 4 and carbon-containing ash 10.
  • the synthesis gas 4 is cooled in a steam generator 5, the cooled synthesis gas 6 is dedusted in a hot gas filter 7.
  • the carbon-containing dust 8, the carbon-containing ash 10 and the additives 11 are placed in a mixing and conveying device which preferably consists of a cooling screw and is capable of crushing coarse pieces.
  • the mixed ash 12, together with the lumpy residues 13 and the oxygen-containing feed gas 15, is introduced into the molten bath 16 by means of entry elements which are cooled with the methane / water vapor mixture 14.
  • FIG. 2 shows that the hot synthesis gas 19 is passed into a fluidized bed cooler 26, where the condensable or desublimable, harmful gas components are separated and the synthesis gas is cooled.
  • fresh fluidized bed material 27 is fed in and loaded fluidized bed material 28 is drawn off.
  • the loaded fluidized bed material 28 is fed into the mixing and conveying device 9 and from there it is passed into the melt pool 16 in the mixed ash 12.
  • the cleaned and cooled synthetic gas 23 is combined with the dedusted synthesis gas 24 from the hot gas filter 7 and fed as a mixed synthetic gas 25 for further processing and use.
  • a calculated mass balance for FIG. 2 serves to further explain the method: -

Abstract

In a process for generating gas from at least one carbon-containing raw material which is partially oxidised by means of air or oxygen or oxygen-enriched air in a gasification reactor, as much residual carbon as possible which is also in the ash is to be converted into gas. This is achieved according to the invention in that the gasification residue is taken to a melt bath into which an oxidiser and additives are fed, by means of which a secondary raw gas, ceramic slag and alloyed melt are produced, and the secondary raw gas formed in the melt bath is mixed with the primary raw gas.

Description

"Verfahren zur Erzeugung von Gas ""Process for the production of gas"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, mit dem aus einem oder mehreren kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen, un¬ ter anderem auch Abfall, mittels partieller Oxidation in einem Vergasungsreaktor und einem mindestens gasseitig ver¬ bundenen Schmelzbad Gas, Metall, Schwefel und ein Grund¬ stoff für die Zementproduktion hergestellt werden.The invention relates to a process by means of which one or more carbon-containing feedstocks, including waste, by means of partial oxidation in a gasification reactor and an at least gas-side melt pool, gas, metal, sulfur and a base material for the Cement production.
Zur Erzeugung von Gas, z.B. Brenngas oder Synthesegas, aus kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen, wie z.B. aus Kohle, aus Holz bzw. anderen Biomassen, aus Klärschlamm und/oder aus Abfall, werden diese Einsatzstoffe einzeln oder in Kombina¬ tion mittels Luft oder Sauerstoff oder sauerstoffangerei¬ cherter Luft partiell oxidiert. Brenngas wird beispiels¬ weise in der Brennkammer einer Gasturbine eines Kombikraft¬ werkes unter Druck verfeuert. Synthesegas wird u.a. zur Herstellung von Methanol eingesetzt.To produce gas, e.g. Fuel gas or synthesis gas, from carbonaceous feedstocks, e.g. From coal, from wood or other biomass, from sewage sludge and / or from waste, these feedstocks are partially oxidized individually or in combination by means of air or oxygen or oxygen-enriched air. Fuel gas is fired under pressure, for example, in the combustion chamber of a gas turbine of a combined cycle power plant. Synthesis gas is used used for the production of methanol.
Den jeweiligen Einsatzstoffen angepaßt geschieht die par¬ tielle Oxidation in Vergasungsreaktoren, aus denen der Ver¬ gasungsrückstand entweder fließfähig als Schlacke oder trocken als Asche abgezogen wird.Adapted to the respective feedstocks, the partial oxidation takes place in gasification reactors, from which the gasification residue is drawn off either as a flowable slag or dry as ash.
Im Fachbuch "Kohlenvergasung" [1] wird erläutert, in wel¬ cher Form der Vergasungsrückstand bei den verschiedenen Bauarten der Vergasungsreaktoren anfällt. Die Einsatzstoffe werden entweder im Festbett, in der Wirbelschicht oder im Flugstrom vergast. Geschieht die Vergasung im Festbett, al¬ so in einem etwa bei Atmosphärendruck betriebenen Drehrost¬ generator oder aber in einem auf etwa auf 30 bar druckauf¬ geladenen Drehrostgenerator, so fällt der Vergasungsrück¬ stand als weitgehend unverschlackte Asche an.The specialist book "Coal Gasification" [1] explains the form in which the gasification residue occurs in the different types of gasification reactors. The input materials are gasified either in the fixed bed, in the fluidized bed or in the entrained flow. If the gasification takes place in a fixed bed, such as in a rotary grate generator operated at approximately atmospheric pressure or in a rotary grate generator charged to about 30 bar, the gasification residue is obtained as largely unpolluted ash.
Geschieht die Vergasung in der Wirbelschicht, also bei¬ spielsweise in einem bei etwa Atmosphärendruck betriebenen Winkler-Generator oder aber beispielsweise in einem druck¬ aufgeladen betriebenen Hoch-Temperatur-Winkler-Vergaser (HTW-Vergaser) , so bildet der Vergasungsrückstand im Wir¬ belbett sich zu körnigen Aschegranulaten aus, die ab Er¬ reichen einer bestimmten Korngröße nicht mehr fluidisierbar sind und als Bodenabzug aus dem Wirbelbett ausfallen.If the gasification takes place in the fluidized bed, for example in a Winkler generator operated at approximately atmospheric pressure or, for example, in a high-temperature Winkler gasifier (HTW gasifier) operated in a pressure-charged manner, the gasification residue forms in the fluidized bed granular ash granules which can no longer be fluidized once a certain grain size has been reached and which precipitate out of the fluidized bed as a bottom discharge.
Im Fachbuch "Kohlenvergasung" [1], Seite 89, wird z.B. an¬ gegeben, daß die Asche des Winkler-Generators ca. 5 % Un- vergastes enthält. Weiterhin wird in [2] mitgeteilt, daß die aus der Wirbelschichtvergasung unten abgezogene Asche, wenn sie "basischer" Natur ist, mit wasserlöslichen Sulfi¬ den belastet ist. Infolge der reduzierenden Bedingungen im Vergaser wird der mit den Einsatzstoffen eingetragene Schwefel in Sulfide überführt. Derartig belastete Asche ist nicht deponiefähig, weil die darin enthaltenen Sulfide elu- ierbar sind und auf der Deponie vom Regen in die natürli- chen Gewässer transportiert werden können.In the specialist book "Coal Gasification" [1], page 89, it is stated, for example, that the ash of the Winkler generator contains approx. 5% non-gassed. Furthermore, it is stated in [2] that the ash removed from the bottom of the fluidized bed gasification, if it is "basic" in nature, is contaminated with water-soluble sulfides. As a result of the reducing conditions in the gasifier, the sulfur introduced with the feedstocks is converted into sulfides. Ash contaminated in this way is not suitable for landfill because the sulphides contained in it can be eluted and can move from rain to natural waste in the landfill. Chen waters can be transported.
Geschieht die Vergasung im Flugstrom, so fällt der Verga¬ sungsrückstand wegen der dabei entstehenden hohen Verga¬ sungstemperaturen von etwa 1500 - 1900 °C als flüssige Schlacke an. In [1], Seite 96, wird mitgeteilt, daß im Kop- pers-Totzek-Vergaser etwa die Hälfte des Vergasungsrück¬ standes als flüssige Schlacke an den Vergaserwänden nach unten abfließt, daß sie in einem wassergefüllten Tank abge¬ schreckt und daß sie unterhalb des Vergasers in granulier¬ ter Form abgezogen wird. Die andere Hälfte des Vergasungs¬ rückstandes wird mit dem erzeugten rohen Gas als Flugasche aus dem Koppers-Totzek-Vergaser ausgetragen.If the gasification occurs in the entrained flow, the gasification residue is obtained as a liquid slag because of the high gasification temperatures of about 1500 ° to 1900 ° C. that result. In [1], page 96, it is reported that in the Koppers-Totzek gasifier, about half of the gasification residue flows downward as liquid slag on the gasifier walls, that it is quenched in a water-filled tank and that it is below the carburetor is withdrawn in granulated form. The other half of the gasification residue is discharged from the Koppers-Totzek gasifier with the crude gas generated as fly ash.
Bezüglich des Texaco-Vergasers wird in [1], Seite 228, mit¬ geteilt, daß das darin im Flugstrom erzeugte Rohgas, das die flüssige Schlacke mitführt, in einem Strahlungskühler unter die Ascheerweichungstemperatur abgekühlt wird. Durch daran anschließende Umlenkung des Gasstromes findet eine Trennung zwischen den im Gasstrom mitgeführten Feststoffen und dem rohen Gas statt. Der abgeschiedene Teil der Fest¬ stoffe wird in einer Wasservorlage aufgefangen und über eine Schleuse diskontinuierlich ausgetragen. Der nicht ab¬ geschiedene Rest wird mit dem erzeugten rohen Gas als Flug¬ schlacke aus dem Texaco-Vergaser ausgetragen. Für den Koppers-Totzek-Vergaser gibt [1] einen Kohleumset¬ zungsgrad von 90 - 96 %, unter Druck bis 98 %, an. Für den Texaco-Vergaser lautet die dementsprechende Angabe, daß der Kohleumsetzungsgrad bei 90 - 95 %, teilweise darüber liege. Die im Flugstromvergaser nicht umgesetzte Kohle fällt zu¬ sammen mit dem Vergasungsrückstand an. Demzufolge enthält die als Bodenabzug bei den Flugstromvergasern anfallende granulierte Schlacke auch brennbare Anteile, die genutzt werden können.Regarding the Texaco gasifier, it is reported in [1], page 228, that the raw gas generated in the entrained flow, which carries the liquid slag, is cooled below the ash softening temperature in a radiation cooler. Subsequent redirection of the gas flow results in a separation between the solids carried in the gas flow and the raw gas. The separated part of the solids is collected in a water reservoir and discharged discontinuously via a lock. The remainder, which has not been separated off, is discharged from the Texaco gasifier as crude slag with the raw gas generated. For the Koppers-Totzek gasifier, [1] states a degree of coal conversion of 90-96%, under pressure up to 98%. For the Texaco carburetor, the corresponding statement is that the degree of coal conversion is 90-95%, sometimes higher. The coal which is not converted in the entrained-flow gasifier is obtained together with the gasification residue. As a result, the granulated slag produced as the bottom discharge in the entrained flow gasifiers also contains combustible components which can be used.
Das im Vergasungsreaktor gebildete rohe Gas ist mit flug¬ fähigem Vergasungsrückstand beladen. Aus dem Schlacke er¬ zeugenden Vergasungsreaktor wird Flugschlacke vom rohen Gas ausgetragen. Aus dem Asche erzeugenden Vergasungsreaktor wird Flugasche vom rohen Gas ausgetragen.The crude gas formed in the gasification reactor is loaded with flyable gasification residue. Flight slag is discharged from the crude gas from the gasification reactor producing slag. Fly ash from the raw gas is discharged from the ash-producing gasification reactor.
Ebenso wie der als Bodenaustrag anfallende Vergasungsrück¬ stand enthält auch der flugfähige Vergasungsrückstand Reste des nicht umgesetzten Einsatzstoffes. In einem anderen Fachbuch "Coal Gasification Processes", [3], Seite 206, wird mit Blick auf den Winkler-Vergaser mitgeteilt, daß dessen Flugasche 15 bis 20 % Kohlenstoff mit sich trans¬ portiere.Just like the gasification residue obtained as soil discharge, the flyable gasification residue also contains residues of the unreacted feed. In another specialist book "Coal Gasification Processes", [3], page 206, it is stated with a view of the Winkler gasifier that its fly ash transports 15 to 20% carbon with it.
Dem Zeitschriftenbeitrag [4], der sich mit der HTW-Verga- sung befaßt, ist zu entnehmen, daß die Flugasche mittels Wasserwäsche aus dem rohen Gas entfernt wird und daß bei der Regeneration des Waschwassers die Flugasche als Schlamm anfällt. Der Schlamm wird zusammen mit der Asche, die selbst einen Restkohlenstoffgehalt von 25 % aufweist, in einer gesonderten Wirbelschichtfeuerung verbrannt.From the journal article [4], which deals with the HTW gasification, it can be seen that the fly ash by means of Water washing is removed from the raw gas and that the fly ash is produced as sludge when the washing water is regenerated. The sludge is burned together with the ash, which itself has a residual carbon content of 25%, in a separate fluidized bed furnace.
Die Vergasung könnte wirtschaftlicher gestaltet werden, wenn es gelänge, den Restkohlenstoff auch noch in Gas zu überführen.Gasification could be made more economical if it were also possible to convert the residual carbon into gas.
Bei der partiellen Oxidation von kohlenstoffhaltigen Ein¬ satzstoffen wie Kohle, Öl, Holz und Abfall in einer Wirbel¬ schicht, beispielsweise in einem HTW-Vergaser, entsteht, wie bereits weiter oben gesagt, neben Synthesegas auch Asche, die einen erheblichen Anteil an Restkohlenstoff und je nach Beschaffenheit der Einsatzstoffe erhebliche Verun¬ reinigungen enthält. Die Entsorgung dieser verunreinigten, kohlenstoffhaltigen Asche stellt ein Problem dar. Außerdem ist erwünscht, möglichst viel des Kohlenstoffes, der in den kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen enthalten ist, in Syn¬ thesegas umzuwandeln.As already mentioned above, the partial oxidation of carbonaceous feedstocks such as coal, oil, wood and waste in a fluidized bed, for example in an HTW gasifier, produces not only synthesis gas but also ash which contains a considerable proportion of residual carbon and contains considerable impurities, depending on the nature of the starting materials. The disposal of these contaminated, carbon-containing ashes is a problem. In addition, it is desirable to convert as much of the carbon as is contained in the carbon-containing feedstocks into synthesis gas.
Die vorliegende Erfindung löst die beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zur Erzeugung von Gas aus mindestens einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff, der mittels Luft oder Sauerstoff oder Sauerstoffangereicherter Luft in einem Vergasungsreaktor partiell oxidiert wird und dadurch primä¬ res Rohgas und Vergasungsrückstand entsteht; welches Ver¬ fahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Vergasungsrück¬ stand in ein Schmelzbad gegeben wird, in das Schmelzbad ein Oxidator und Zuschlagstoffe eingeleitet werden, mit denen aus dem Vergasungsrückstand ein sekundäres Rohgas, kera¬ mische Schlacke und legierte Schmelze erzeugt wird und das im Schmelzbad gebildete sekundäre Rohgas dem primären Roh¬ gas beigemischt wird.The present invention solves the problems described by a method for the production of gas from at least one carbon-containing feedstock, which in one by means of air or oxygen or oxygen-enriched air The gasification reactor is partially oxidized and this results in primary raw gas and gasification residue; which process is characterized in that the gasification residue is placed in a molten bath, into the melt bath an oxidizer and additives are introduced, with which a secondary raw gas, ceramic slag and alloyed melt is produced from the gasification residue and that in Melting pool formed secondary raw gas is mixed with the primary raw gas.
Ein Verfahren zur Vergasung von Abfallstoffen ist in der Patentschrift DE 43 39 973 ausführlich beschrieben. Dort werden zwei Vergasungsreaktoren miteinander verschaltet, von denen der erste als HTW-Vergaser in ähnlicher Weise be¬ trieben wird wie in der vorliegenden Erfindung. Im Anschluß an diesen ersten Vergaser erfolgt eine Mahlung der Asche, die aus diesem ersten Vergaser abgezogen wird. Diese Asche wird mit Flugstaub, der einer Entstaubungsvorrichtung ent¬ stammt, zusammengemischt und zusammen mit Zusatzbrennstoff und Vergasungsmittel in einen zweiten Vergasungsreaktor eingebracht, der als Flugstromvergaser nach dem Typ Shell¬ oder Koppers-Totzek-Vergaser ausgebildet ist und der neben rohem Gas ausschließlich Schlacke als Bodenabzug produ¬ ziert.A process for the gasification of waste materials is described in detail in the patent DE 43 39 973. There, two gasification reactors are interconnected, the first of which is operated as an HTW gasifier in a manner similar to that in the present invention. Following this first carburetor, the ash is ground, which is drawn off from this first carburetor. This ash is mixed together with flying dust, which comes from a dedusting device, and introduced together with additional fuel and gasification agent into a second gasification reactor, which is designed as an entrained flow gasifier of the Shell or Koppers-Totzek type and which, in addition to raw gas, exclusively contains slag Floor extraction produced.
Hierin unterscheidet sich die vorliegende Erfindung grund- legend von der in der Patentschrift DE 43 39 973 beschrie¬ benen Technologie. Das in der vorliegenden Erfindung ver¬ wendete Schmelzbad führt zu einer Trennung der Stoffe, die bei einer Flugstromvergasung gemeinsam als Schlacke anfal¬ len, in eine keramische Phase und eine metallische Phase. Auf diese Weise ist es im Gegensatz zu der in der Patent¬ schrift DE 43 39 973 beschriebenen Technologie möglich, die in der Asche enthaltenen, nicht oxidierbaren und nicht bei den vorherrschenden Temperaturen gasförmigen Schwermetalle zurückzugewinnen, was ein Vorteil der vorliegenden Erfin¬ dung ist.In this, the present invention differs fundamentally legend of the technology described in the patent DE 43 39 973. The melt pool used in the present invention leads to a separation of the substances which collectively form slag in entrained-flow gasification into a ceramic phase and a metallic phase. In this way, in contrast to the technology described in patent specification DE 43 39 973, it is possible to recover the heavy metals which are contained in the ashes and are non-oxidizable and not gaseous at the prevailing temperatures, which is an advantage of the present invention.
Hierzu wird erfindungsgemäß ein Schmelzbad eingesetzt, wie es in den Patentschriften US 5,491,279, WO 93/25277, US 4,574,714, US 5,298,233, US 5,443,572, US 5,301,620, US 5,358,549 und in der Veröffentlichung "Molten metal works waste wonders, by Peter Taffe, European Chemical News 16-22 October 1995, S. 32-33" beschrieben ist.For this purpose, according to the invention, a molten bath is used, as described in the patents US 5,491,279, WO 93/25277, US 4,574,714, US 5,298,233, US 5,443,572, US 5,301,620, US 5,358,549 and in the publication "Molten metal works waste wonders, by Peter Taffe, European Chemical News October 16-22, 1995, pp. 32-33 ".
Weiterhin ist es mittels der vorliegenden Erfindung mög¬ lich, stückige Reststoffe mit zu entsorgen, was in einem Flugstromvergaser nicht gelingen kann und in einem Wirbel¬ schicht-Vergaser, wie beispielsweise einem HTW-Vergaser, nur dann möglich ist, wenn die Dichte der stückigen Rest¬ stoffe nicht für eine Wirbelschicht zu hoch ist. Ein sol¬ cher Reststoff ist z.B. Elektronikschrott. Damit ist ein anderes Problem angesprochen, das mit vorlie¬ gender Erfindung gelöst wird. Bekanntlich werden stückige kohlenstoffhaltige Reststoffe hinsichtlich ihrer Entsorgung deswegen als problematisch angesehen, weil sie zum einen aus kohlenstoffhaltigen Anteilen und gleichermaßen zum an¬ deren aus Metallen und/oder MetallVerbindungen anteilig be¬ stehen. Beispiele für solche problematischen Reststoffe sind die mit Füllstoffen veredelten Plasto- bzw. Elastome¬ re, die metallkaschierten Verpackungsfolien oder auch der Elektronikschrott. Üblicherweise werden diese problemati¬ schen Reststoffe durch Verbrennen entsorgt. Ihre Verbren¬ nung führt aber wiederum zur Schadstoffbelasteten Abgasen und zu schwermetallbelasteten Filterstäuben und Aschen, welche dann aufwendig zu konditionieren sind, um sie in die Umwelt gefahrlos rückführen zu können.Furthermore, by means of the present invention it is possible to dispose of lumpy residues, which cannot be done in an entrained flow gasifier and in a fluidized bed gasifier, such as, for example, an HTW gasifier, is only possible if the density of the lumpy pieces Residues is not too high for a fluidized bed. Such scrap is, for example, electronic scrap. This addresses another problem that is solved with the present invention. It is known that lumpy carbon-containing residues are viewed as problematic with regard to their disposal because they consist partly of carbon-containing fractions and equally of metals and / or metal compounds. Examples of such problematic residues are the plastic or elastomer refined with fillers, the metal-clad packaging films or the electronic scrap. These problematic residues are usually disposed of by incineration. However, their combustion in turn leads to exhaust gases contaminated with pollutants and to filter dust and ashes contaminated with heavy metals, which are then difficult to condition so that they can be safely returned to the environment.
Deshalb ist eine Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, bei der zusätzlich zum Vergasungsrückstand mindestens ein stückiger Reststoff mit in das Schmelzbad gegeben wird, um daraus zusätzliches sekundäres Rohgas zu erzeugen.Therefore, an embodiment of the invention is provided in which, in addition to the gasification residue, at least one lumpy residue is also added to the molten bath in order to generate additional secondary raw gas therefrom.
Weiterhin ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, auf eine feine Mahlung der als Bodenabzug des Vergasungs¬ reaktors anfallenden granulierten Schlacke bzw. Asche zu verzichten. Der Eintrag in das vorgesehene Schmelzbad kann entweder pneumatisch erfolgen, dann ist eine Mahlung sinn- voll, oder der Eintrag kann über ein Schleusensystem erfol¬ gen, in diesem Fall ist nur eine Brechung grober Teile nö¬ tig.Furthermore, with the present invention, it is possible to dispense with fine grinding of the granulated slag or ash obtained as the bottom draw of the gasification reactor. The entry into the envisaged weld pool can either be pneumatic, then grinding is advisable. full, or the entry can take place via a lock system, in this case only a refraction of coarse parts is necessary.
Zu diesem Zweck weist die vorliegende Erfindung eine Ausge¬ staltung auf, bei der die kohlenstoffhaltige Schlacke bzw. Asche, die als Bodenabzug des Vergasungsreaktors anfällt, in eine Misch- und Fördervorrichtung gegeben wird, die auch eine Brechung auf eine vorgebbare Körnung vornimmt.For this purpose, the present invention has a configuration in which the carbon-containing slag or ash, which is obtained as the bottom discharge of the gasification reactor, is placed in a mixing and conveying device which also carries out a refraction on a predeterminable grain size.
Es ist ebenso wie in der durch die Patentschrift DE 43 39 973 beschriebenen Technologie möglich, flüssige Rückstände mit zu entsorgen, die jedoch nur einen geringen Wasseranteil besitzen sollen. Ein weiterer Vorteil der Er¬ findung ist es, daß diese Rückstände nicht nur thermisch, sondern im Schmelzbad außerdem auch katalytisch zerlegt werden, was den Zersetzungsgrad erhöht.As in the technology described by the patent specification DE 43 39 973, it is also possible to dispose of liquid residues which, however, should only have a low water content. Another advantage of the invention is that these residues are not only broken down thermally, but also catalytically in the molten bath, which increases the degree of decomposition.
Dieser Vorgang der thermisch/katalytischen Zersetzung im Schmelzbad kann durch Zugabe von Zuschlagstoffen beeinflußt werden. Daher sieht die vorliegende Erfindung einen eigenen Weg vor, wie die Zuschlagstoffe in das Schmelzbad gegeben werden, nämlich dergestalt, daß in die Misch- und Förder¬ vorrichtung zusätzlich zur kohlenstoffhaltigen Schlacke bzw. Asche auch noch vorwiegend mineralische Zuschlagstoffe eingebracht werden, die der Konditionierung des Schmelzba- des dienen.This process of thermal / catalytic decomposition in the melt pool can be influenced by adding additives. The present invention therefore provides its own way of adding the additives to the molten bath, namely in such a way that, in addition to the carbon-containing slag or ash, mainly mineral additives are added to the mixing and conveying device, which are used to condition the Melting Ba of serve.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beste¬ hen diese Zuschlagstoffe wenigstens zum Teil auch aus mine- ralisierten Aschen anderer Verbrennungsprozesse. Damit wird es z.B. möglich, auch schwermetallhaltige Aschen, die bei der Verbrennung oder partiellen Oxidation von schweren Rückständen aus der Erdölverarbeitung anfallen, in besser deponierbare Rückstände umzusetzen.In a further embodiment of the present invention, these additives consist at least partly of mineralized ashes from other combustion processes. It will e.g. It is also possible to convert ashes containing heavy metals that result from the combustion or partial oxidation of heavy residues from petroleum processing into residues that are easier to deposit.
In ergänzender Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die in der Misch- und Fördervorrichtung gebrochene, kohlen¬ stoffhaltige Schlacke bzw. Asche ggf. auch zusammen mit den in die Misch- und Fördervorrichtung eingebrachten, vorwie¬ gend mineralischen Zuschlagstoffen entweder pneumatisch oder über ein Schleusensystem in das Schmelzbad einzubrin¬ gen.In a supplementary embodiment of the invention, it is provided that the carbon-containing slag or ash broken in the mixing and conveying device, if appropriate also together with the predominantly mineral aggregates introduced into the mixing and conveying device, either pneumatically or via a lock system to bring in the weld pool.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß für den Betrieb des Schmelzbades im Gegensatz zu der in der Patentschrift DE 43 39 973 beschriebenen Flug¬ stromvergasung kein Zusatzbrennstoff vorgesehen werden muß. Es ist im Gegenteil vorgesehen, zur Kühlung der Eintrags¬ organe des Schmelzbades oder zur Kühlung des Schmelzbades selbst etwas Methan und zusätzlich optional Wasserdampf zur Moderierung zu benutzen. Bei den vorgesehenen Betriebstem- peraturen reagiert das Methan mit Sauerstoff und Wasser¬ dampf endotherm zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff, was die Ausbeute an Synthesegas leicht erhöht und somit sogar zu¬ sätzlichen Brennstoff erzeugt, anstatt Brennstoff zu ver¬ brauchen.Another advantage of the present invention is that, in contrast to the entrained-flow gasification described in the patent DE 43 39 973, no additional fuel has to be provided for the operation of the melt pool. On the contrary, it is envisaged to use a little methane for cooling the entry elements of the melt bath or for cooling the melt bath itself and additionally optionally use water vapor for moderation. At the intended operating temperatures, the methane reacts endothermically with oxygen and water vapor to form carbon monoxide and hydrogen, which slightly increases the yield of synthesis gas and thus even generates additional fuel instead of using fuel.
Daher wird bei einer besonderen Ausgestaltung der vorlie¬ genden Erfindung zusätzlich Methan als Kühlung für die Ein¬ tragsorgane in das Schmelzbad eingebracht.Therefore, in a special embodiment of the present invention, methane is additionally introduced into the melt pool as cooling for the input organs.
Die vorliegende Erfindung weist auch noch eine andere Aus¬ gestaltung auf, bei der zusätzlich Methan und/oder zusätz¬ lich Wasserdampf als Kühlung in das Schmelzbad gegeben wird, wenn die Schmelzbadtemperatur gesenkt werden soll.The present invention also has another embodiment in which methane and / or additional steam is added to the melt pool as cooling when the melt bath temperature is to be reduced.
Üblicherweise ist zur Aufrechterhaltung der Schmelzbadtem¬ peratur, die den flüssigen Zustand der Schlacke sicher¬ stellt, eine elektrische Beheizung erforderlich. Üblicher¬ weise werden große Mengen an elektrischer Energie auf diese Weise verbraucht. In der vorliegenden Erfindung wird die elektrische Beheizung nur während der Startphase benutzt. Im laufenden Betrieb werden die Vergasungsparameter, bei¬ spielsweise der druckaufgeladenen Wirbelschichtvergasung, so eingestellt, daß ein genügend großer Kohlenstoffanteil in der abgezogenen Asche des druckaufgeladenen Wirbel¬ schichtreaktors verbleibt, so daß eine elektrische Behei- zung nur in Ausnahmefällen erforderlich ist. Dabei entsteht als weiterer Vorteil der Erfindung die Möglichkeit, den druckaufgeladenen Wirbelschichtreaktor mit verkürzter Nach¬ vergasungszone auszuführen, wodurch erheblicher apparativer Aufwand eingespart wird. Die Verkürzung der Nachvergasungs- zone, die unmittelbar oberhalb der Wirbelschicht beginnt, bewirkt eine Verschlechterung des KohlenstoffUmsatzes zu primärem Rohgas und ist üblicherweise unerwünscht. In die¬ sem Fall jedoch wird der nicht umgesetzte Kohlenstoff in dem nachgeschalteten Schmelzbad vollständig zu sekundärem Rohgas umgesetzt, so daß kein Verlust an Rohgas auftritt. Daher ist mit dem geringeren Kohlenstoffumsatz in dem druckaufgeladenen Wirbelschichtreaktor kein Nachteil ver¬ bunden.Electrical heating is usually required to maintain the melt bath temperature, which ensures the liquid state of the slag. Large amounts of electrical energy are usually consumed in this way. In the present invention, the electric heater is used only during the starting phase. During operation, the gasification parameters, for example the pressure-charged fluidized-bed gasification, are set such that a sufficiently large proportion of carbon remains in the extracted ash of the pressure-charged fluidized-bed reactor, so that an electrical heater only required in exceptional cases. As a further advantage of the invention, the possibility arises of designing the pressure-charged fluidized bed reactor with a shortened post-gasification zone, which saves considerable outlay on equipment. The shortening of the post-gasification zone, which begins immediately above the fluidized bed, causes a deterioration in the carbon conversion to primary raw gas and is usually undesirable. In this case, however, the unreacted carbon is completely converted into secondary raw gas in the downstream melt pool, so that no loss of raw gas occurs. Therefore, there is no disadvantage associated with the lower carbon conversion in the pressure-charged fluidized bed reactor.
In ähnlicher Weise, wie in der Patentschrift DE 43 39 973 für den Flugstromvergaser beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die thermische Energie des im Schmelzbad erzeugten sekundären Rohgases in einer Was¬ serwäsche zu vernichten und hierbei auch dampfförmige salz¬ artige oder metallische Verbindungen auszuwaschen.In a similar way, as described in the patent DE 43 39 973 for the entrained-flow gasifier, it is possible according to the present invention to destroy the thermal energy of the secondary raw gas generated in the melt pool in a water wash and also to vaporize salt-like or metallic vapor Wash out connections.
Daher wird die vorliegende Erfindung so ausgestaltet, daß das heiße sekundäre Rohgas aus dem Schmelzbad einer Wasser¬ wäsche zugeführt wird, wo es sich abkühlt und wo die gas¬ förmigen Salz- und Metallverbindungen ausgewaschen werden. Alternativ dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, einen Wirbelschichtkühler einzusetzen, wie er in der Patent¬ schrift US 4,936,872 beschrieben wird. Hierbei werden die dampfförmigen, salzartigen oder metallischen Verbindungen auf den Körnern des gekühlten Wirbelschichtmaterials aus¬ kondensiert bzw. desublimiert und auf diese Weise zurückge¬ wonnen. In der Wirbelschicht befinden sich Kühlschlangen, in denen Wasserdampf erzeugt wird. Auf diese Weise wird so¬ wohl die thermische Energie des heißen sekundären Rohgases genutzt als auch wertvolle Inhaltsstoffe zurückgewonnen als auch der Anfall von Abwasser verhindert, was alles weitere Vorteile der Erfindung sind.The present invention is therefore designed such that the hot secondary raw gas is fed from the melt bath to a water wash, where it cools down and where the gaseous salt and metal compounds are washed out. As an alternative to this, the present invention provides for the use of a fluidized bed cooler, as described in US Pat. No. 4,936,872. Here, the vaporous, salt-like or metallic compounds are condensed or desublimated on the grains of the cooled fluidized bed material and are thus recovered. There are cooling coils in the fluidized bed, in which water vapor is generated. In this way, the thermal energy of the hot secondary raw gas is used as well as valuable ingredients are recovered and the accumulation of waste water is prevented, which are all further advantages of the invention.
Um diese Vorteile zu nutzen, wird die vorliegende Erfindung auch noch dahingehend ausgestaltet, daß das heiße sekundäre Rohgas aus dem Schmelzbad in einen Wirbelschichtkühler ge¬ geben wird, in dem die thermische Energie des heißen sekun¬ dären Rohgases zur Dampferzeugung genutzt wird und wo die gasförmigen Salz- und Metallverbindungen auf den Körnern des Wirbelbettmaterials auskondensieren bzw. desublimieren und solcherart beladenes Wirbelbettmaterial abgezogen wird.In order to utilize these advantages, the present invention is also designed in such a way that the hot secondary raw gas is passed from the melt pool into a fluidized bed cooler in which the thermal energy of the hot secondary raw gas is used for steam generation and where the gaseous gases are used Condense or desublimate salt and metal compounds on the grains of the fluidized bed material and the fluidized bed material loaded in this way is drawn off.
Zweckmäßigerweise werden die derart beladenen Wirbel- schichtpartikel kontinuierlich aus der Wirbelschicht ausge¬ schleust und in das Schmelzbad zurückgeführt. Der Eintrag in das Schmelzbad kann in der gleichen Weise erfolgen, wie zuvor für Asche beschrieben: entweder pneumatisch als Staub, was eine Mahlung voraussetzt, oder über ein Schleu¬ sensystem zusammen mit den anderen Stoffen, die in das Schmelzbad gegeben werden.The fluidized-bed particles loaded in this way are expediently continuously removed from the fluidized bed and returned to the molten bath. The entry in the weld pool can be done in the same way as previously described for ashes: either pneumatically as dust, which requires grinding, or via a lock system together with the other substances which are added to the molten bath.
Zu diesem Zweck ist eine weitere Ausgestaltung der vorlie¬ genden Erfindung geschaffen worden, bei der solcherart ab¬ gezogenes, beladenes Wirbelbettmaterial in die Misch- und Fördereinrichtung zu dem Vergasungsrückstand und ggf. zu den Zuschlagstoffen gegeben wird und auf diesem Weg in das Schmelzbad gelangt.For this purpose, a further embodiment of the present invention has been created, in which loaded fluidized bed material drawn off in this way is added to the mixing and conveying device to the gasification residue and, if appropriate, to the additives, and in this way reaches the melt pool.
Die Verwendung des Schmelzbades erlaubt außerdem die Her¬ stellung einer Schlacke, die als Zementgrundstoff Verwen¬ dung findet. Das liegt zum einen daran, daß die Zusammen¬ setzung durch Zugabe von Zuschlagstoffen in das Schmelzbad einstellbar ist und zum anderen daran, daß die Schwermetal¬ le von der metallischen Phase aufgenommen werden und sich daher nur in sehr geringem Maße in der keramischen Schlacke wiederfinden, was einen weiteren Vorteil der Erfindung dar¬ stellt. Es ist außerdem durch ein geeignetes Mischungsver¬ hältnis der Zuschlagstoffe möglich, die Schmelztemperatur der flüssigen, keramischen Phase zu beeinflussen. Als Zu¬ schlagstoffe kommen vor allem die Stoffe Kalziumoxid (CaO) , Aluminiumoxid (Al203) und Siliziumdioxid (Si02) in Betracht. In Anbetracht der mineralischen Komponenten in der Asche und in dem Staub, die dem Wirbelschichtreaktor entstammen, und anhand eines Zustandsschaubildes des Systems CaO/Al203/ SiOz, wie es z.B. in Ullmann's Encyklopädie der technischen Chemie, 4., neubearbeitete und erweiterte Auflage, 1975, Weinheim, Band 10, S. 381, veröffentlicht ist, kann die Be¬ triebstemperatur des Schmelzbades so gewählt werden, daß sich ein niedrigschmelzendes Eutektikum in der keramischen Phase bildet. Sollen dagegen auch unedle Metalle, wie z.B. Vanadium, in edlere Metalle, die die metallische Phase des Schmelzbades bilden, wie z.B. Eisen, eingebunden werden, muß die Temperatur des Schmelzbades entsprechend angehoben werden, der Zusammenhang wird in Ullmann's Encyklopädie der technischen Chemie, 4., neubearbeitete und erweiterte Auf¬ lage, 1975, Weinheim, Band 10, S. 330, ausführlich darge¬ stellt. In diesem Fall empfiehlt sich die Wahl eines höher¬ schmelzenden Eutektikums.The use of the molten bath also allows the production of a slag which is used as a cement base material. This is due on the one hand to the fact that the composition can be adjusted by adding additives to the molten bath and, on the other hand, to the fact that the heavy metals are absorbed by the metallic phase and can therefore only be found to a very small extent in the ceramic slag, which represents a further advantage of the invention. It is also possible through a suitable mixing ratio of the additives to influence the melting temperature of the liquid, ceramic phase. The substances calcium oxide (CaO), aluminum oxide (Al 2 0 3 ) and silicon dioxide (Si0 2 ) come into consideration as additives. Considering the mineral components in the ashes and in the dust that originates from the fluidized bed reactor, and on the basis of a state diagram of the system CaO / Al 2 0 3 / SiO z , as described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry, 4th, revised and expanded edition, 1975, Weinheim, volume 10 , P. 381, the operating temperature of the melting bath can be selected so that a low-melting eutectic is formed in the ceramic phase. If, on the other hand, base metals such as vanadium are also to be incorporated into noble metals that form the metallic phase of the molten pool, such as iron, the temperature of the molten pool must be raised accordingly, the relationship is described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4. , revised and expanded edition, 1975, Weinheim, volume 10, p. 330, is shown in detail. In this case, the choice of a higher melting eutectic is recommended.
Daher sieht die vorliegende Erfindung in einer ihrer Ausge¬ staltungen vor, daß das Schmelzbad eine flüssige, kerami¬ sche Phase und mindestens eine flüssige, metallische Phase aufweist, in der eine thermische und katalytische Zerset¬ zung der Einsatzstoffe erfolgt.The present invention therefore provides in one of its embodiments that the molten bath has a liquid, ceramic phase and at least one liquid, metallic phase in which the starting materials are thermally and catalytically decomposed.
Darüber hinaus besitzt die vorliegende Erfindung eine Aus¬ gestaltung, bei der aus der keramischen, flüssigen Phase des Schmelzbades ein Grundstoff für die Zementherstellung gewonnen wird, der die mineralischen Zuschlagstoffe und die mineralischen Anteile der kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe enthält.In addition, the present invention has a configuration in which a base material for cement production is made from the ceramic, liquid phase of the molten bath is obtained which contains the mineral additives and the mineral components of the carbonaceous feedstocks.
Außerdem ist daher eine andere Ausgestaltung der vorliegen¬ den Erfindung dahingehend ergänzt worden, daß aus der me¬ tallischen Phase des Schmelzbades ein metallurgisches Vor¬ produkt gewonnen wird, das die metallischen Anteile der kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe bzw. Reststoffe enthält.In addition, another embodiment of the present invention has therefore been supplemented in such a way that a metallurgical preliminary product is obtained from the metallic phase of the molten bath, which contains the metallic components of the carbon-containing feedstocks or residues.
Wenn zur Abkühlung des im Schmelzbad erzeugten heißen se¬ kundären Rohgases ein Wirbelschichtkühler verwendet wird, ist es zweckmäßig, auch das Wirbelmaterial in dem oben ge¬ nannten geeigneten Mischungsverhältnis zu wählen, da dieses ja ebenfalls in das Schmelzbad gegeben wird und zur Bildung der flüssigen, keramischen Phase beiträgt.If a fluidized bed cooler is used to cool the hot secondary raw gas generated in the melt pool, it is advisable to also select the fluidized bed material in the above-mentioned suitable mixing ratio, since this is also added to the melt pool and to form the liquid, contributes to the ceramic phase.
Wird zur Entstaubung des im Vergasungsreaktor erzeugten heißen, primären Rohgases dieses in einer Wasserwäsche be¬ handelt, so wird die vom primären Rohgas mitgeführte fühl¬ bare Wärme im thermodynamischen Sinne entwertet.If the hot primary crude gas generated in the gasification reactor is treated in a water wash to remove dust, the sensible heat carried by the primary raw gas is devalued in a thermodynamic sense.
Deshalb wird in neuerer Zeit das heiße primäre Rohgas über Filter geleitet, die mit keramischen Filterkerzen bestückt sind. Der wesentliche Anteil der Flugstaubbeladung des pri¬ mären Rohgases kann somit von ihm abgetrennt weden. Aller- dings muß bei dieser Heißgasentstaubung das heiße primäre Rohgas zuvor auf eine solche Temperatur soweit abgekühlt werden, bei der die Beständigkeit des Filterkerzenwerkstof¬ fes noch gegeben ist.For this reason, the hot primary raw gas has recently been passed through filters fitted with ceramic filter cartridges. The major portion of the dust loading of the primary raw gas can thus be separated from it. All- However, with this hot gas dedusting, the hot primary raw gas must first be cooled to a temperature at which the filter candle material is still stable.
Die im Heißgasfilter anfallende Flugasche muß aber auch entsorgt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wur¬ den Ausgestaltungen geschaffen, mit denen besonders vor¬ teilhaft auch der der Flugasche eigene Kohlenstoffgehalt auf einfache Weise einer Verwertung zugeführt wird. Dazu wird zum einen die Abhitze des im Vergasungsreaktor erzeug¬ ten primären Rohgases zur Dampf erstellung genutzt, wobei das primäre Rohgas auf eine Temperatur abgekühlt wird, die eine anschließende Heißgasentstaubung zuläßt.The fly ash in the hot gas filter must also be disposed of. In the context of the present invention, configurations were created with which the carbon content of the fly ash is particularly advantageously fed to recycling in a simple manner. For this, the waste heat of the primary raw gas generated in the gasification reactor is used for steam generation, the primary raw gas being cooled to a temperature which permits subsequent hot gas dedusting.
Zum anderen wird zusätzlich der aus dem abgekühlten primä¬ ren Rohgas mittels Heißgasentstaubung abgeschiedene Flug¬ staub in die Misch- und Fördervorrichtung beigegeben, in die auch die Asche aus dem Bodenabzug des Vergasungsreak- tors und ggf. die mineralischen Zuschlagstoffe gegeben wer¬ den. Auf diesem Wege wird der Flugstaub aus dem primären Rohgas in das Schmelzbad übergeleitet, um dort den Kohlen¬ stoffgehalt des Flugstaubs in zusätzliches sekundäres Roh¬ gas umzusetzen.On the other hand, the flying dust separated from the cooled primary raw gas by means of hot gas dedusting is also added to the mixing and conveying device, into which the ashes from the bottom vent of the gasification reactor and possibly the mineral additives are also added. In this way, the flying dust from the primary raw gas is transferred to the melt pool in order to convert the carbon content of the flying dust into additional secondary raw gas there.
Eine dazu alternative Ausgestaltung der vorliegenden Erfin- düng sieht vor, daß das abgekühlte primäre Rohgas einer Heißgasentstaubung zugeführt wird und daß der dort abge¬ schiedene Staub direkt durch ein Einblasrohr in das Schmelzbad eingetragen wird.An alternative embodiment of the present invention fertilizer provides that the cooled primary raw gas is fed to a hot gas dedusting system and that the dust separated there is introduced directly into the melting bath through an injection pipe.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen zwei Verfahrensfließbilder, worin das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft beschrieben wird.1 and 2 show two process flow diagrams, in which the process according to the invention is described by way of example.
Der kohlenstoffhaltige Einsatzstoff 1 und das sauerstoff- haltige Einsatzgas 2 werden in einen druckaufgeladenen Wir¬ belschichtreaktor 3 gegeben und zu Synthesegas 4 und koh¬ lenstoffhaltiger Asche 10 umgesetzt. Das Synthesegas 4 wird in einem Dampferzeuger 5 abgekühlt, das abgekühlte Synthe¬ segas 6 wird in einem Heißgasfilter 7 entstaubt. Der koh¬ lenstoffhaltige Staub 8, die kohlenstoffhaltige Asche 10 und die Zuschlagstoffe 11 werden in eine Misch- und Förder¬ vorrichtung gegeben, die vorzugsweise aus einer Kühlschnek- ke besteht und in der Lage ist, grobe Stücke zu zerklei¬ nern. Die vermischte Asche 12 wird zusammen mit den stücki¬ gen Reststoffen 13 und dem sauerstoffhaltigen Einsatzgas 15 mittels Eintragsorganen, die mit dem Methan-Wasserdampf- Gemisch 14 gekühlt werden, in das Schmelzbad 16 gegeben. Dort findet eine thermische und katalytische Umsetzung zu einer metallischen Schmelze 18, einer keramischen Schlacke 17 und heißem Synthesegas 19 statt. In Fig. 1 wird gezeigt, daß das heiße Synthesegas 19 in ei¬ ner Wasserwäsche 20 mit Wasser 21 gewaschen wird. Ein Teil des zugeführten Wassers 21 wird als Abwasser 22 in eine Ab¬ wasseraufbereitungsanlage weggeleitet, der Rest des Wassers 21 verdampft, wobei sich das Synthesegas abkühlt. Das ge¬ reinigte und gekühlte Synthesegas 23 wird mit dem entstaub¬ ten Synthesegas 24 aus dem Heißgasfilter 7 zusammengeführt und als gemischtes Synthesegas 25 einer Weiterverarbeitung und Nutzung zugeführt.The carbon-containing feed 1 and the oxygen-containing feed gas 2 are placed in a pressure-charged fluidized bed reactor 3 and converted to synthesis gas 4 and carbon-containing ash 10. The synthesis gas 4 is cooled in a steam generator 5, the cooled synthesis gas 6 is dedusted in a hot gas filter 7. The carbon-containing dust 8, the carbon-containing ash 10 and the additives 11 are placed in a mixing and conveying device which preferably consists of a cooling screw and is capable of crushing coarse pieces. The mixed ash 12, together with the lumpy residues 13 and the oxygen-containing feed gas 15, is introduced into the molten bath 16 by means of entry elements which are cooled with the methane / water vapor mixture 14. There a thermal and catalytic conversion to a metallic melt 18, a ceramic slag 17 and hot synthesis gas 19 takes place. 1 shows that the hot synthesis gas 19 is washed with water 21 in a water wash 20. A part of the supplied water 21 is discharged as waste water 22 into a waste water treatment plant, the rest of the water 21 evaporates, the synthesis gas cooling. The cleaned and cooled synthesis gas 23 is brought together with the dedusted synthesis gas 24 from the hot gas filter 7 and fed as a mixed synthesis gas 25 for further processing and use.
In Fig. 2 wird gezeigt, daß das heiße Synthesegas 19 in ei¬ nen Wirbelbettkühler 26 geleitet wird, wo die kondensierba¬ ren bzw. desublimierbaren, schädlichen Gaskomponenten abge¬ schieden werden und das Synthesegas abgekühlt wird. Dazu wird frisches Wirbelbettmaterial 27 zugeführt und beladenes Wirbelbettmaterial 28 abgezogen. Das beladene Wirbelbett¬ material 28 wird in die Misch- und Fördereinrichtung 9 ge¬ geben und von dort aus in der vermischten Asche 12 in das Schmelzbad 16 geleitet. Das gereinigte und gekühlte Synthe¬ segas 23 wird mit dem entstaubten Synthesegas 24 aus dem Heißgasfilter 7 zusammengeführt und als gemischtes Synthe¬ segas 25 einer Weiterverarbeitung und Nutzung zugeführt. Eine berechnete Massenbilanz zu Fig. 2 dient der weiteren Erläuterung des Verfahrens:
Figure imgf000022_0001
-
FIG. 2 shows that the hot synthesis gas 19 is passed into a fluidized bed cooler 26, where the condensable or desublimable, harmful gas components are separated and the synthesis gas is cooled. For this purpose, fresh fluidized bed material 27 is fed in and loaded fluidized bed material 28 is drawn off. The loaded fluidized bed material 28 is fed into the mixing and conveying device 9 and from there it is passed into the melt pool 16 in the mixed ash 12. The cleaned and cooled synthetic gas 23 is combined with the dedusted synthesis gas 24 from the hot gas filter 7 and fed as a mixed synthetic gas 25 for further processing and use. A calculated mass balance for FIG. 2 serves to further explain the method:
Figure imgf000022_0001
-
Figure imgf000023_0001
20/3
Figure imgf000023_0001
20/3
Figure imgf000024_0001
- 21 -
Figure imgf000024_0001
- 21 -
Literaturverzeichnisbibliography
[1] Dr. rer. nat Hans-Dieter Schilling, Dr. rer. nat. Bernhard Bonn, und[1] Dr. rer. nat Hans-Dieter Schilling, Dr. rer. nat. Bernhard Bonn, and
Dr. rer. nat. Ulrich Kraus, Kohlenvergasung, Bestehen¬ de Verfahren und neue Entwicklungen, 3. Auflage von Band 22 aus "bergbau, rohstoffe, energie, Schriften über wirtschaftliche und organisatorische Probleme bei der Gewinnung und Verwertung mineralischer Rohstoffe", Verlag Glückauf GmbH Essen 1981, ISBN 3-7739-0354.5.Dr. rer. nat. Ulrich Kraus, Coal Gasification, Existing Processes and New Developments, 3rd Edition of Volume 22 from "Mining, Raw Materials, Energy, Writings on Economic and Organizational Problems in the Extraction and Utilization of Mineral Raw Materials", Verlag Glückauf GmbH Essen 1981, ISBN 3 -7739-0354.5.
[2] Eberhard Nitschke, The Rheinbraun HTW-Gasification[2] Eberhard Nitschke, The Rheinbraun HTW Gasification
Technology for Combined Cycle Power Generation, paper presented at the TKK-VTT-IVO Seminar: "Pressurized Fluid Combustion and Gasification Power Systems, Hel¬ sinki 23. /24.11.1987", abgedruckt in: Vorträge und Publikationen 1987, Uhde GmbH, Dortmund, Februar 1988.Technology for Combined Cycle Power Generation, paper presented at the TKK-VTT-IVO Seminar: "Pressurized Fluid Combustion and Gasification Power Systems, Hel¬ sinki November 23/24, 1987", printed in: Lectures and publications 1987, Uhde GmbH, Dortmund , February 1988.
[3] Perry Nowacki, Coal Gasification Processes, NOYES DATA CORPORATION, Park Ridge, New Jersey, USA, 1981, ISBN 0-8155-0864-6.[3] Perry Nowacki, Coal Gasification Processes, NOYES DATA CORPORATION, Park Ridge, New Jersey, USA, 1981, ISBN 0-8155-0864-6.
[4] Jochen Keller, Roland Meis, Kombikraftwerk mit HTW-[4] Jochen Keller, Roland Meis, combined cycle power plant with HTW
Vergasung zur Stromerzeugung aus Kohle, Torf und Bio¬ masse, BRAUNKOHLE Heft 6, 1990. Gasification for power generation from coal, peat and biomass, BRAUNKOHLE issue 6, 1990.

Claims

- 22 -Patentansprüche: - 22 patent claims:
1. Verfahren zur Erzeugung von Gas aus mindestens einem koh¬ lenstoffhaltigen Einsatzstoff, der mittels Luft oder Sauer¬ stoff oder sauerstoffangereicherter Luft in einem Verga¬ sungsreaktor partiell oxidiert wird und dadurch primäres Rohgas und Vergasungsrückstand entsteht; dadurch gekennzeichnet,1. A process for the production of gas from at least one carbon-containing feedstock, which is partially oxidized in a gasification reactor by means of air or oxygen or oxygen-enriched air and thereby produces primary raw gas and gasification residue; characterized,
- daß der Vergasungsrückstand in ein Schmelzbad gegeben wird,- that the gasification residue is placed in a molten bath,
- in das Schmelzbad ein Oxidator und Zuschlagstoffe einge¬ leitet werden, mit denen aus dem Vergasungsrückstand ein sekundäres Rohgas, keramische Schlacke und legierte Schmelze erzeugt wird- An oxidizer and additives are introduced into the molten bath, with which a secondary raw gas, ceramic slag and alloyed melt are generated from the gasification residue
- und das im Schmelzbad gebildete sekundäre Rohgas dem pri¬ mären Rohgas beigemischt wird.- And the secondary raw gas formed in the melt pool is mixed with the primary raw gas.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Vergasungsrückstand mindestens ein stük- kiger kohlenstoffhaltiger Reststoff mit in das Schmelzbad gegeben wird und daraus zusätzliches sekundäres Rohgas er¬ zeugt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in addition to the gasification residue at least one piece-containing carbon-containing residue is added to the melt pool and additional secondary raw gas is generated therefrom.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - 23 -3. The method according to claim 1 or 2, characterized in - 23 -
daß die kohlenstoffhaltige Schlacke bzw. Asche, die als Bo¬ denabzug des Vergasungsreaktors anfällt, in eine Misch- und Fördervorrichtung gegeben wird, die auch eine Brechung auf eine vorgebbare Körnung vornimmt.that the carbon-containing slag or ash, which is obtained as a bottom draw from the gasification reactor, is placed in a mixing and conveying device which also carries out a refraction to a predeterminable grain size.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß in die Misch- und Fördervorrichtung zusätzlich zur koh¬ lenstoffhaltigen Schlacke bzw. Asche auch noch vorwiegend mineralische Zuschlagstoffe eingebracht werden, die der Konditionierung des Schmelzbades dienen.4. The method according to claim 3, characterized in that in the mixing and conveying device in addition to the carbon-containing slag or ash also mainly mineral additives are introduced, which are used to condition the melt pool.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zuschlagstoffe wenigstens zum Teil auch aus mine- ralisierten Aschen anderer Verbrennungsprozesse bestehen.5. The method according to claim 4, characterized in that these additives consist at least in part of mineralized ashes of other combustion processes.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Misch- und Fördervorrichtung vermischten Aschen und vorwiegend mineralischen Zuschlagstoffe pneuma¬ tisch in das Schmelzbad eingebracht werden.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the ashes mixed in the mixing and conveying device and predominantly mineral additives are pneumatically introduced into the molten pool.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Misch- und Fördervorrichtung vermischten - 24 -7. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the mixed in the mixing and conveying device - 24 -
Aschen und vorwiegend mineralischen Zuschlagstoffe über ein Schleusensystem in das Schmelzbad eingebracht werden.Ashes and mainly mineral aggregates are introduced into the melt pool via a lock system.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Methan als Kühlung für die Eintragsorgane mit in das Schmelzbad gegeben wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that methane is added as cooling for the entry organs in the melt pool.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Wasserdampf als Kühlung in das Schmelzbad gegeben wird, wenn die Schmelzbadtemperatur gesenkt werden soll•9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that additional water vapor is added as cooling in the molten bath when the molten bath temperature is to be reduced.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße sekundäre Rohgas aus dem Schmelzbad einer Wasserwäsche zugeführt wird, wo es sich abkühlt und wo die gasförmigen Salz- und MetallVerbindungen ausgewaschen wer¬ den.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hot secondary raw gas is fed from the molten bath to a water wash, where it cools down and where the gaseous salt and metal compounds are washed out.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße sekundäre Rohgas aus dem Schmelzbad in einen Wirbelschichtkühler gegeben wird, in dem die thermische Energie des heißen sekundären Rohgases zur Dampferzeugung - 25 -11. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the hot secondary raw gas from the melt is placed in a fluidized bed cooler in which the thermal energy of the hot secondary raw gas for steam generation - 25 -
genutzt wird und wo die gasförmigen Salz- und Metallver¬ bindungen auf den Körnern des Wirbelbettmaterials auskon¬ densieren bzw. desubli ieren und solcherart beladenes Wir¬ belbettmaterial abgezogen wird.is used and where the gaseous salt and metal compounds on the grains of the fluidized bed material condense or desublite and such loaded fluidized bed material is drawn off.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß solcherart abgezogenes, beladenes Wirbelbettmaterial in die Misch- und Fördereinrichtung zu dem Vergasungsrückstand und ggf. zu den Zuschlagstoffen gegeben wird und auf diesem Weg in das Schmelzbad gelangt.12. The method according to claim 11, characterized in that such removed, loaded fluidized bed material is added to the mixing and conveying device to the gasification residue and possibly to the additives and in this way reaches the molten bath.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraelzbad eine flüssige, keramische Phase und min¬ destens eine flüssige, metallische Phase aufweist, in der eine thermische und katalytische Zersetzung der Einsatz¬ stoffe erfolgt.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Schraelz bath has a liquid, ceramic phase and at least one liquid, metallic phase in which there is a thermal and catalytic decomposition of the feedstocks.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus der keramischen, flüssigen Phase des Schmelzbades ein Grundstoff für die Zementherstellung gewonnen wird, der die mineralischen Zuschlagstoffe und die mineralischen An¬ teile der kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe enthält. - 26 -14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a base material for cement production is obtained from the ceramic, liquid phase of the molten bath, which contains the mineral additives and the mineral parts of the carbonaceous feedstocks. - 26 -
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus der metallischen Phase des Schmelzbades ein metall¬ urgisches Vorprodukt gewonnen wird, das die metallischen Anteile der kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe bzw. Rest¬ stoffe enthält.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a metallurgical primary product is obtained from the metallic phase of the molten bath, which contains the metallic portions of the carbonaceous feedstocks or residues.
16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhitze des im Vergasungsreaktor erzeugten primären Rohgases zur Dampfherstellung genutzt wird, wobei das pri¬ märe Rohgas auf eine Temperatur abgekühlt wird, die eine anschließende Heißgasentstaubung zuläßt.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the waste heat of the primary raw gas generated in the gasification reactor is used for steam production, the primary raw gas being cooled to a temperature which permits subsequent hot gas dedusting.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das abgekühlte primäre Rohgas einer Heißgasentstaubung zugeführt wird und der dort abgeschiedene Staub in die Misch- und Fördervorrichtung beigegeben wird, in die auch die Asche aus dem Bodenabzug des Vergasungsreaktors und ggf. die mineralischen Zuschlagstoffe gegeben werden.17. The method according to claim 16, characterized in that the cooled primary raw gas is supplied to a hot gas dedusting and the dust separated there is added to the mixing and conveying device, in which the ash from the bottom extraction of the gasification reactor and possibly the mineral additives are added become.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das abgekühlte primäre Rohgas einer Heißgasentstaubung zugeführt wird und der dort abgeschiedene Staub direkt durch ein Einblasrohr in das Schmelzbad eingetragen wird. 18. The method according to claim 16, characterized in that the cooled primary raw gas is supplied to a hot gas dedusting and the dust separated there is introduced directly through an injection pipe into the weld pool.
PCT/EP1997/002485 1996-06-01 1997-05-15 Gas generation process WO1997046639A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU29553/97A AU2955397A (en) 1996-06-01 1997-05-15 Gas generation process

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19622152.8 1996-06-01
DE19622152A DE19622152A1 (en) 1996-06-01 1996-06-01 Process for the production of gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997046639A1 true WO1997046639A1 (en) 1997-12-11

Family

ID=7795961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1997/002485 WO1997046639A1 (en) 1996-06-01 1997-05-15 Gas generation process

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU2955397A (en)
DE (1) DE19622152A1 (en)
ID (1) ID18179A (en)
WO (1) WO1997046639A1 (en)
ZA (1) ZA974765B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108264938A (en) * 2018-01-15 2018-07-10 江西蓝天路之友环卫设备科技有限公司 A kind of application of city life garbage treatment process

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2034003A1 (en) * 2007-09-07 2009-03-11 ReSeTec Patents Geneva S.A. i.o. Process and apparatus for producing synthesis gas from waste
SG155095A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-30 Gueh How Kiap Hydrocarbon synthesis and production onboard a marine system using varied feedstock
SG155092A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-30 Gueh How Kiap Hydrocarbon synthesis and production onboard a marine system using varied feedstock
SG155093A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-30 Gueh How Kiap Hydrocarbon synthesis and production onboard a marine system using varied feedstock

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2286873A1 (en) * 1974-10-05 1976-04-30 Otto & Co Gmbh Dr C PROCESS FOR REMOVING GAS FROM VAPORS AND AEROSOLS AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT THE PROCESS
FR2546178A1 (en) * 1983-05-20 1984-11-23 Gagneraud Pere Fils Entreprise PROCESS FOR THE DESULFURIZATION OF GASES WITH FOUNDED MINERAL BATHS WHEN GASIFYING CARBON PRODUCTS
GB2140453A (en) * 1982-03-22 1984-11-28 Midrex Corp Method of generating a reducing gas
DE3530240A1 (en) * 1984-11-07 1986-05-22 Voest-Alpine Ag, Linz Process for smelting at least partially reduced iron ore, equipment for carrying out this process and use of the reaction gases and stack gases from such equipment
DE3529740C1 (en) * 1985-08-20 1987-01-08 Greul Artur Richard Process and equipment for gasifying carbonaceous wastes, if appropriate with addition of toxic and highly toxic wastes, to give synthesis gas
US4682985A (en) * 1983-04-21 1987-07-28 Rockwell International Corporation Gasification of black liquor
DE3633511A1 (en) * 1986-10-02 1988-04-14 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Process and plant for gasifying carbon carriers, in particular coal
EP0301213A2 (en) * 1987-07-28 1989-02-01 Uhde GmbH Process and apparatus for cooling raw gas originating from the partial oxidation of carbonaceous material

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3434004A1 (en) * 1984-09-15 1986-05-22 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen METHOD AND DEVICE FOR MUEL GASIFICATION

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2286873A1 (en) * 1974-10-05 1976-04-30 Otto & Co Gmbh Dr C PROCESS FOR REMOVING GAS FROM VAPORS AND AEROSOLS AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT THE PROCESS
GB2140453A (en) * 1982-03-22 1984-11-28 Midrex Corp Method of generating a reducing gas
US4682985A (en) * 1983-04-21 1987-07-28 Rockwell International Corporation Gasification of black liquor
FR2546178A1 (en) * 1983-05-20 1984-11-23 Gagneraud Pere Fils Entreprise PROCESS FOR THE DESULFURIZATION OF GASES WITH FOUNDED MINERAL BATHS WHEN GASIFYING CARBON PRODUCTS
DE3530240A1 (en) * 1984-11-07 1986-05-22 Voest-Alpine Ag, Linz Process for smelting at least partially reduced iron ore, equipment for carrying out this process and use of the reaction gases and stack gases from such equipment
DE3529740C1 (en) * 1985-08-20 1987-01-08 Greul Artur Richard Process and equipment for gasifying carbonaceous wastes, if appropriate with addition of toxic and highly toxic wastes, to give synthesis gas
DE3633511A1 (en) * 1986-10-02 1988-04-14 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Process and plant for gasifying carbon carriers, in particular coal
EP0301213A2 (en) * 1987-07-28 1989-02-01 Uhde GmbH Process and apparatus for cooling raw gas originating from the partial oxidation of carbonaceous material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108264938A (en) * 2018-01-15 2018-07-10 江西蓝天路之友环卫设备科技有限公司 A kind of application of city life garbage treatment process

Also Published As

Publication number Publication date
DE19622152A1 (en) 1997-12-04
AU2955397A (en) 1998-01-05
ZA974765B (en) 1998-11-30
ID18179A (en) 1998-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0545241B1 (en) Process for thermic valorisation of waste materials
DE4446803C2 (en) Process and device for thermal and material recycling of residual and waste materials
US6333015B1 (en) Synthesis gas production and power generation with zero emissions
KR100445363B1 (en) Waste treatment apparatus and method through vaporization
EP0594231A1 (en) Process for gasifying waste products containing combustible substances
DE4404673A1 (en) Process for the production of fuel gas
CH682725A5 (en) A method for utilizing waste materials.
DE4435349C1 (en) Destruction of pollutants and gasifying of waste in a fluidised bed
DE102006023259A1 (en) Use of residual and / or waste materials in electric low-shaft kilns
DE19735153C2 (en) Process and device for gasifying waste materials
EP0072457A2 (en) Process and apparatus for producing synthesis gas
DE2729764A1 (en) Gasification of solid fuels - with combustion of the ash in oxygen and recycling of the hot gas produced
DE4318610C2 (en) Process for the extraction of energy and valuable materials from waste
DE4109063C2 (en) Process for the simultaneous recycling of lumpy and flowable combustible waste materials and residues
EP0107131B1 (en) Process and plant for the production of synthesis gas
DE3529740C1 (en) Process and equipment for gasifying carbonaceous wastes, if appropriate with addition of toxic and highly toxic wastes, to give synthesis gas
WO1997046639A1 (en) Gas generation process
DE4226015C1 (en) Process for the disposal of solid and liquid waste in the gasification process in fixed bed pressure gasification
DE19536383A1 (en) Gasification of low value fuels
DE19513832B4 (en) Process for recycling residual and waste materials by combining a fluidized-bed thermolysis with an entrainment gasification
DE4413923A1 (en) Synthesis gas prodn. in fluidised bed gasifier
EP2148135B1 (en) Method and device for thermal processing of waste material
DE19730385C5 (en) Process for the production of fuel and synthesis gas from fuels and combustible waste and an apparatus for carrying out the process
DE102014000471A1 (en) Process for the thermal decomposition of organic waste
EP1203060B1 (en) Method and apparatus for utilizing gas from a sedimentation basin

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AU AZ BB BG BR BY CA CN CZ EE GE HU IS JP KE KG KP KR KZ LK LR LS LT LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL RO RU SD SG SI SK TJ TM TR TT UA UG US UZ VN AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH KE LS MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 98500133

Format of ref document f/p: F

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA