Integration von Kohlemahltrocknung, Kohleeinspeisung und Kohlevergasung für Flugstromvergasungsanlagen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur

Brennstoffmahltrocknung und Brennstoffeinspeisung für eine Flugstromvergasungsanlage, in der ein Brennstaub bei einem

Druck zwischen 0,1 und 1 MPa (1 und 10 bar) zu einem reich an H und CO haltigen Rohgas vergast wird.

Um Kohle mittels Flugstromvergasung mit trockener

Kohleeinspeisung vergasen zu können ist es erforderlich, die

Kohle zu trocknen und zu mahlen sowie die Kohle einschließlich Fördergas auf den Vergasungsdruck anzuheben. Dies geschieht nach heutigem Stand der Technik in folgenden, wesentlichen Verfahrensschritten, siehe Figur 1. Die Rohkohle wird über entsprechende Fördertechnik (1) einem Rohkohlesilo (2) zugeführt und gelangt von dort in die Mahltrocknungsanlage (3) . Die Schritte Trocknung und Mahlung können je nach

Wassergehalt der Kohle kombiniert in der Mühle erfolgen oder separat über Kohletrockner und Kohlemühle erfolgen. Der erzeugte Kohlestaub wird über einen Filter (4) in einem

Kohlestaubsilo (5) zwischengelagert. Von dort wird die Kohle über ein pneumatisches Fördersystem (6) in einen

Zwischenbunker (7) gefördert. Von dort gelangt die Kohle über ein Schleusensystem (8), in welchem die Kohle auf Druck gebracht wird, in einen Einspeisebehälter (9), von wo aus die Kohle wiederum pneumatisch dem Flugstromvergaser (10)

zugeführt wird.

Die Prozessschritte (1) bis (7) laufen bei Atmosphärendruck bzw. nur geringem Überdruck zur Überwindung von

Transportdruckverlusten ab. Die Prozessschritte (9) und (10) laufen bei hohen Drücken ab, in der Regel zwischen 1 und 10 MPa (10 und 100 bar) . Das Schleusensystem (8) arbeitet mit periodisch wechselnden Drücken zwischen Vergasungsprozessdruck und Atmosphärendruck des Zwischenbunkers (7) .

Die gesamte Prozesskette der Kohleaufbereitung von der

Rohkohle bis zum Flugstromvergaser stellt einen wesentlichen Anteil des Aufwandes für eine Kohlevergasungsanlage dar. Für Kohlen mit hohem Inkohlungsgrad wie Steinkohle, Anthrazit, Petrolkoks konkurriert dieses Verfahren zudem mit der

Slurryvergasung, wobei die Slurry-Vergasung bzgl. der

Investitionskosten meist im Vorteil steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand zur Brennstoffmahltrocknung und Brennstoffeinspeisung für eine Flugstromvergasungsanlage (10) erheblich zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß werden die Prozessschritte der

Kohleaufbereitung und Förderung durch Integration minimiert und damit der erforderliche Aufwand deutlich reduziert.

Figur 2 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte der

Kohleaufbereitung und Förderung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Gegenüber dem Stand der Technik übernimmt der

Prozessschritt (6*) dabei die Funktion des Schleusensystems (8, Figur 1) und des pneumatischen Transportes (6, Figur 1) . Der Zwischenbunker (7, Figur 1) entfällt ganz. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den

Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 Wesentliche Verfahrensschritte der Kohleaufbereitung und -förderung für die Flugstromvergasung mit trockener Einspeisung nach heutigem Stand der Technik, Fig. 2 Wesentliche Verfahrensschritte der Kohleaufbereitung und -förderung für die Flugstromvergasung mit trockener Einspeisung entsprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 die Behandlung von Entspannungsgas- und

Überschussgasmengen und

Fig. 4 die Rückführung des Filterkuchens aus der

Rohgasreinigungsanlage in die Kohlemahltrocknung.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche

Elemente.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem pneumatischen

Fördersystem (6, Figur 1) und der Kombination (6*) von

Schleuse und Pneumatikförderung ist der Druck. Während die pneumatische Förderung nur geringe Überdrücke benötigt - meist 1,5 bis 3 bar, wird bei der Kombination von Schleuse und

Förderung der Druck gleich auf den Vergasungsprozessdruck 1 bis 10 MPa (10-100 bar) einschließlich des Druckverlustes der pneumatischen Förderung angehoben und bei diesem Druck die Förderung in den Einspeisebehälter (9) realisiert. Neben der Ausführung von (6*) als Kombination von Schleuse mit

Pneumatikförderung ist auch der Einsatz einer Staubpumpe möglich. Eine Weiterbildung der Erfindung ist durch die in Figur 3 gestrichelt dargestellte Behandlung von Entspannungs- und/oder Überschussgasmengen gegeben.

Sowohl bei der Schleusenentspannung als auch aufgrund des pneumatischen Transportes von (6*) nach (9) müssen zum Teil große Gasmengen abgeführt werden. Diese könnten konventionell in separaten Filteranlagen entstaubt werden. Bei der

Integration von Kohlemahltrocknung und Kohlevergasung ist es möglich, die anfallenden Gasmengen im ohnehin vorhandenen Filter (4) zu entstauben und so zusätzlich Aufwand

einzusparen. Hierzu müssen die Gase, wie zum Beispiel

Stickstoff oder Kohlendioxid, von Prozessdruck auf

Atmosphärendruck gedrosselt werden und je nach Gasart, Temperaturverhältnissen und der Gefahr von

Taupunktsunterschreitungen eine Gasvorwärmung der Gasmengen erfolgen . In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der

Filterkuchen (ganz oder teilweise) , welcher aus in der

Rohgasreinigung (11) des Vergasungsprozesses anfällt (Strich- Punkt-Linie) in den Rohkohlesilo 2 rückgeführt. Hierdurch kann der Anlagenwirkungsgrad erhöht werden (nochmalige Vergasung von nicht umgesetztem Kohlenstoff) und Entsorgungskosten minimiert werden.

Eine auf der Erfindung beruhende Aufwandsreduktion ist gegeben durch:

- Wegfall des Zwischenbunkers (7, Figur 1)

- Reduzierung der Bauhöhe des Einspeisesystems

- Integration von Schleuse und pneumatischer Förderung

in einem System (6*)

- Verkleinerung des Einspeisebehälters (9) .

Bezugszeichenliste

1 Rohkohlefördertechnik

2 Rohkohlesilo

3 Trocknung und Mahlung der Kohle (kombiniert oder

separat)

4 Staubfilter

5 Kohlestaubsilo

6 Pneumatisches Fördersystem

7 Zwischenbunker

8 Schleusensystem

9 Einspeisebehälter

10 Kohlevergasung

6* Schleusensystem mit integrierter pneumatischer Förderung oder Staubpumpe