Die Erfindung betrifft die Abscheidung von partikelförmigen Stoffen aus Gasströmen, die solche partikelförmigen Stoffe enthalten. Im Besonderen betrifft die Erfindung die Abscheidung partikelförmiger Asche und nicht umgewandelter kohlehaltiger Partikel aus Syngas-Strömen, wie sie durch die Vergasung oder teilweise Vergasung von kohlenförmigen Stoffen entstehen.

Zur Vergasung kohlenförmiger Stoffe wie der Kohle wurden drei grundlegende Prozesse entwickelt. Diese sind: (1) Festbettvergasung, (2) Wirbelschichtvergasung und (3) Flugstromvergasung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die dritte Prozessart, nämlich die Flugstromvergasung.

Ein Verfahren der Durchführung von Flugstromvergasung zur Erzeugung von Synthesegas, nachfolgend „Syngas" genannt, ist in der US-A-4,872,886 (Henley) beschrieben. Bei diesem Prozess, einer zweistufigen Vergasungsreaktion in nichtkatalytischer, befeuerter horizontaler schlackebildender Reaktionszone oder ersten Stufe, tritt ein Sauerstoff enthaltender Gasstrom bei Temperaturen zwischen 2400 °F (1300 °C) und 3000 °F (1650 °C) in Reaktion mit einer ersten Zuführung eines Breies bestehend aus festen Kohleteilchen in einer Trägerflüssigkeit. Sauerstoff, kohlenförmige Feststoffe und Trägerflüssigkeit werden umgewandelt in Wasserdampf, Dampf aus Trägerflüssigkeit, verkohlten Rückständen, Schlacke und gasförmige Verbrennungsprodukte. Die im Reaktor entstehende Schlacke fließt infolge der Schwerkraft zum Boden des Reaktors und durch eine Abstich-Öffnung aus dem Reaktor heraus. In einer zweiten Stufe treten der Wasserdampf, der Dampf aus Trägerflüssigkeit, verkohlte Rückstände und die gasförmigen Verbrennungsprodukte aus dem befeuerten Horizontalreaktor in einem nicht befeuerten Vertikalreaktor der zweiten Stufen mit einer zweiten Zuführung eines Breies aus festen Kohleteilchen in einer Trägerflüssigkeit in Kontakt und bilden Wasserdampf, Dampf aus der Trägerflüssigkeit, Syngas und im Abgas mitgeführte verkohlte Rückstände. Zusätzlich werden auch noch kleine klebrige Schlacketröpfchen mitgeführt, die die Tendenz haben, an Oberflächen, mit denen sie in Kontakt kommen, anzukleben und diese so zu verschmutzen. Die Temperatur, bei der die Schlacketröpfchen erstarren, umfasst einen weiten Temperaturbereich und liegt normalerweise oberhalb von etwa 1700° F (925 °C). In diesem klebrigen Zustand besitzen die geschmolzenen Schlacketeilchen oder -tröpfchen genügend Klebefähigkeit, um den Prozessablauf außerordentlich zu erschweren, da die Teilchen oder Tröpfchen sich z.B. an Wandungen, Ventilen und Auslässen der Prozessapparaturen stromabwärts des Vergasers niederschlagen und dort Ablagerungen bilden. Eine üblicherweise stromabwärts liegende Apparatur ist der Hochtemperatur-Wärmerückgewinner oder, im Fall von US-A-4,872,886, der Rauchrohrkessel. Im Rauchrohrkessel fließt das erzeugte verschmutzte Syngas durch die Rohre, während die Wärmetauscherflüssigkeit, üblicherweise Wasser, auf der Mantelseite fließt. Zwar ist die Verwendung eines Rauchrohrkessels vom Standpunkt der Kapitalkosten her bei weitem ökonomischer, doch bewirkt die Verstopfung der Rohre als Nachteil höhere Wartungskosten. Wegen der Feinstverteilung im zugeführten Kohle-Brei würden etwaige verkohlte Rückstandspartikel und Schlacketröpfchen ohne weiteres die Rauchrohrkessel-Rohre passieren. Weil sich jedoch Partikel in den Auslassröhren des Reaktorgases ansammeln und weil sich bereits früher Ablagerungen an den Wänden und anderen Stellen der Stromunterbrechung innerhalb der Reaktorführungen gebildet haben und wegen der Entstehung einer Schicht von Ablagerungen am Reaktoreintritt, führt all das zu einer Verengung der Eintrittsöffnungen der Rauchrohrkessel-Rohre, der Druckabfall im Kessel steigt und führt eventuell zu einem Verschluß der Rauchrohrkessel-Rohre. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, ein System oder eine Vorrichtung zu schaffen, die das Verstopfen des Kessels verhindert oder ein derartiges Verstopfen oder eine derartige Erhöhung des Druckabfalls zumindest so lange wie möglich verzögert, bevor der Vergaser abgeschaltet und die Rohre des Kessels gereinigt werden müssen.

Verschiedenste Filter wurden ausprobiert, die sich jedoch alle als unbefriedigend heraustellten, weil sie sich entweder zu schnell verstopften oder bei teilweisem Zusetzen nicht genügend robust für einen Druckabfall ausgelegt waren und deshalb ausfielen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass durch die Kombination verschiedener Filtersiebe kleine verkohlte Rückstands- und Schlackepartikel die Rauchrohrkessel-Rohre passieren können, ohne dass diese sich zusetzen, während die zusammengebackenen größeren verkohlten Rückstands- und Schlackepartikel oder die abgetragenen Ablagerungen aufgefangen und vom Eintritt in die Rauchrohrkessel-Rohre zurückgehalten werden, das verschmutzte Syngas jedoch bei angemessenem Druckabfall durch die Siebkombination hindurchtreten kann.

Eine derartige Kombination von Vorteilen hat sich für eine wirtschaftliche Anwendung in einem Kohlevergasungs-Prozess als befriedigend herausgestellt, da sie den ununterbrochenen Betrieb über einen angemessenen Zeitraum hinweg erlaubt. Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden durch die nachfolgend beschriebene vorliegende Erfindung entsprechend erreicht.

In einem ersten Aspekt weist die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung auf, die einen Wärmetauscher mit einer Längsachse, mit einem eintrittsseitigen Ende und einer darin querliegenden Rohrplatte; eine zum Wärmetauscher führende Gaszuführung mit einer darin vorgesehenen Krümmung sowie eine in der Krümmung liegende Partikelabscheidungs-Vorrichtung zum Abscheiden von partikelförmigen Stoffen aus einem durch die Gaszuführung in den Wärmetauscher eintretenden Gasstrom umfasst, wobei die Partikelabscheidungs-Vorrichtung in Kombination einen Endabscheider umfasst, der benachbart der Rohrplatte angeordnet ist und sich quer in einem Arm der Krümmung erstreckt, wobei der Endabscheider ein abgestütztes Drahtgewebe aufweist, das in einer Ebene quer zur Längsachse des Wärmetauschers angeordnet ist, und einen zentralen Abstützabschnitt aufweist; einen Zwischenabscheider, der in einem Winkel der Krümmung stromauf des Endabscheiders angeordnet ist, der sich auf dem zentralen Abstützabschnitt abstützt und sich quer über diesen erstreckt, wobei der Zwischenabscheider zumindest ein längszylindrisches Bauteil aufweist, das mit einer Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten, mit Öffnungen versehenen Innenträgerelementen sowie einer Vielzahl von in Querrichtung angeordneten Innenträgerelementen ausgestattet ist, so dass die Innenträgerelemente zusammen eine Vielzahl von Abschnitten bilden, wobei jedes der längszylindrischen Bauteile mit seiner Längsachse im rechten Winkel zur Ebene des Drahtgewebes des Endabscheiders verläuft und auf seinem Außenumfang durch zum Endabscheider quer verlaufendes Drahtgewebe abgedeckt ist, sowie einen Primärabscheider mit einer L-förmigen Tragrahmenstruktur, die ein oberes Teil aufweist, das den vertikalen Teil der L-förmigen Tragrahmenstruktur bildet, sich in einer Ebene quer zur Endabscheiderebene erstreckt und die Einströmseite des Zwischenabscheiders abdeckt, und die ein unteres Teil aufweist, das den horizontalen Teil der L-Form bildet, sich stromauf in einer Ebene parallel zur Endabscheiderebene erstreckt und denjenigen Abschnitt des Endabscheiders abdeckt, der hin zur Einströmseite des Zwischenabscheiders gerichtet und diesem benachbart angebracht ist, wobei sowohl der vertikale Teil als auch der horizontale Teil mit einem Drahtgewebe abgedeckt sind, und wobei Endabscheider, Zwischenabscheider und Primärabscheider aneinander befestigt sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abscheider-Kombination für einen Druckabfall von 10 pounds pro Quadrat-Inch (70 kPa) ausgelegt. Das Drahtgewebe besteht bevorzugt aus einer Nickel und Chrom enthaltenden Legierung.

Die vorliegende Erfindung sieht außerdem eine Partikelabscheidungs-Vorrichtung zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vor, wobei die Partikelabscheidungs-Vorrichtung zur Anordnung in einer Krümmung einer Gaszuführung zu einem Wärmetauscher vorgesehen ist, der eine Längsachse aufweist, mit einem eintrittsseitigen Ende und einer darin querliegenden Rohrplatte zur Abscheidung von partikelförmigen Stoffen aus einem durch die Gaszuführung in den Wärmetauscher eintretenden Gasstrom, wobei die Partikelabscheidungs-Vorrichtung in Kombination umfasst

• (a) einen Endabscheider zur Anordnung benachbart der Rohrplatte, der sich querliegend in einem Arm der Krümmung erstreckt, wobei der Endabscheider ein abgestütztes Drahtgewebe zur Anordnung in einer Ebene quer zur Längsachse des Wärmetauschers und einen zentralen Abstützabschnitt aufweist;
• (b) einen Zwischenabscheider zur Anordnung in einem Winkel der Krümmung stromauf des Endabscheiders, der durch den zentralen Abstützabschnitt abgestützt wird, sich über diesen erstreckt und zumindest ein längszylindrisches Bauteil aufweist, das mit einer Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten, mit Öffnungen versehenen Innenträgerelementen sowie einer Vielzahl von in Querrichtung angeordneten Innenträgerelementen ausgestattet ist, so dass die Innenträgerelemente zusammen eine Vielzahl von Abschnitten bilden, wobei jedes der längszylindrischen Bauteile mit seiner Längsachse im rechten Winkel zur Ebene des Drahtgewebes des Endabscheiders verläuft und auf seinem Außenumfang durch zum Endabscheider quer verlaufendes Drahtgewebe abgedeckt ist, und
• (c) einen Primärabscheider mit einer L-förmigen Tragrahmenstruktur, die ein oberes Teil aufweist, das den vertikalen Teil der L-Form bildet, sich in einer Ebene quer zur Endabscheiderebene befindet und die Einströmseite des Zwischenabscheiders abdeckt, und die ein unteres Teil aufweist, das den horizontalen Teil der L-Form bildet, sich stromauf in einer Ebene parallel zur Endabscheiderebene erstreckt und den Abschnitt des Endabscheiders auf der Einströmseite des Zwischenabscheiders benachbart zu diesem abdeckt, wobei sowohl der vertikale Teil als auch der horizontale Teil mit einem Drahtgewebe abgedeckt sind, wobei sowohl der vertikale Teil als auch der horizontale Teil mit einem Drahtgewebe abgedeckt sind und wobei Endabscheider, Zwischenabscheider (und Primärabscheider aneinander befestigt sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann leichter unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In jeder der nicht maßstabsgerechten Zeichnungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt eine Partikelabscheidungs-Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Teilschnitt-Ansicht mit gestrichelt dargestellten Umrissen mehrerer den Zwischenabscheider bildender zylindrischer Strukturen. Verschiedene Abstützungen und Streben sind dargestellt, wie sie sich mit Punkten an den (nicht enthaltenen) Behälterwandungen verbinden würden; sie sind jedoch nicht Teil der Erfindung.

2 zeigt aus umgekehrtem Winkel wie 1 ebenfalls eine perspektivische Teilschnitt-Ansicht. Die drei zylindrischen Strukturen des Zwischenabscheiders treten besser hervor als in 1.

3 zeigt einen Teil der Partikelabscheidungs-Vorrichtung gemäß der Erfindung zwecks besserer Darstellung der Zwischenabscheider-Struktur ohne den Primärabscheider in einer perspektivischen Teilschnitt-Ansicht.

Die Vergasung kohlenförmigen Materials z.B. im Flugstromvergasungs-Prozess lässt eine hochtemperaturige Hochdruckumgebung entstehen, wobei in den Prozessrohren und -apparaturen korrodierende und erodierende Gasströme fließen. Ablagerungen von Schlacke, Asche und verkohlten Rückständen bedecken die Innenwandungen, und wenn sie abbrechen, verteilen sie sich oder werden mit den anderen mitgeführten Festpartikeln mitgeführt, was zu schwierigen Verstopfungsproblemen führt. Ein Bereich, der sich potenziell sehr schnell zusetzt und damit einen Abbruch des Prozesses erfordert, ist das Hochtemperatur-Wärmerückgewinnungs-System. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt der Schutz eines als Hochtemperatur-Rückgewinnungsvorrichtung vorgesehenen Rauchrohrkessels vor zusammengebackener Asche, kohlenförmigen Rückständen und Schlacke sowie abgetragenen Ablagerungen wie auch gegen die Entstehung von Ablagerungen durch eine Vorrichtung zur Abscheidung solcher partikelförmiger Stoffe im Abgas eines Flugstromvergasers. Typischerweise ist der Rauchrohrkessel als zylindrischer Behälter ausgebildet, der vertikal oder horizontal gelagert sein kann, mit einer Längsachse, an deren beiden Enden sich Rohrplatten befinden, an denen die das Prozessgas führenden Rohre angebracht und ausgerichtet sind. Die Mantelseite führt eine Wärmeübertragungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zur Prozessgas-Wärmeabführung und Dampfrückgewinnung. Um das Verstopfen der Rauchrohrkessel-Rohre zu verhindern, ist vor dem Gaseintritt in den Rauchrohrkessel oder eine ähnliche Wärmeübertragungsvorrichtung eine Siebmittelkombination vorgesehen. Die Siebmittelkombination befindet sich bevorzugt benachbart der Rohrplatte und umfasst einen Endabscheider, der vor dem Wärmetauscher in Gasstromrichtung angeordnet ist und mit einem Drahtgewebematerial auf einem Tragrahmen versehen ist, so dass das Drahtgewebe den Eintritt von solchen Partikeln in den Wärmetauscher verhindert, die groß genug sind, um ein Verstopfen hervorzurufen. Zwar verhindert der Endabscheider das Verstopfen des Wärmetauschers oder des Rauchrohrkessels, setzt sich aber für sich selbst genommen schnell zu und ist wegen seiner ebenen flächigen Struktur nur für einen Druckabfall von 3,5 bis 4 pounds pro Quadrat-Inch (24 bis 28 kPa) ausgefegt. Daher ist der Endabscheider für sich allein genommen nicht in der Lage, eine effektive Funktion bei der Verhinderung der Verstopfung des Wärmetauschers in einer nur irgendwie gearteten kontinuierlichen Weise beim Prozessablauf auszuüben. Der Endabscheider besitzt ein Mittelteil, auf dem sich die kombinierten Zwischenabscheider abstützen können.

Der Zwischenabscheider liegt weiter stromaufwärts des Endabscheiders und wird durch das Mittelteil des Endabscheiders abgestützt. Der Zwischenabscheider kann eine beliebige gebogene Struktur mit Innenträgermitteln sein, die im Vergleich zur ebenen flächigen Struktur des Endabscheiders langgestreckt ist und an ihrem Umfang mit einem Drahtgewebematerial bedeckt ist. Das heißt, dass der Zwischenabscheider über eine im Wesentlichen flächige ebene Achse verfügt, die quer zur Achse des Endabscheiders verläuft und im Wesentlichen auf die Wärmetauscher-Längsachse ausgerichtet ist. Mehr bevorzugt ist, dass der zentrale Abstützbereich des Endabscheiders drei gebogene Strukturen abstützt, deren Längsachsen quer zur Ebene des Endabscheiders verlaufen und die parallel zur Längsachse des Wärmetauschers ausgerichtet sind. Am meisten bevorzugt ist ein ein Zwischenabscheider mit einer zylindrischen Struktur, der mit seiner Längsachse quer zur Ebene des Endabscheiders liegt und parallel zur Wärmetauscher-Längsachse, wobei die zylindrische Struktur des Zwischenabscheiders über eine Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten Trägerelementen verfügt sowie eine Vielzahl von in Querrichtung angeordneten Trägerelementen, die eine Vielzahl von Stützabschnitten bilden, die mit Drahtgewebematerial bedeckt sind. Da der Zwischenabscheider mit seiner Achse (oder Achsen, falls mehr als ein Strukturelement vorhanden ist) quer zur Ebene des Endabscheiders liegt, besitzt die durch den Zwischenabscheider hindurchtretende Gasströmung nicht die Tendenz zum Verstopfen, netzartigen Überziehen und Verschmutzen, ausgenommen nach einem längeren als zu erwartenden Zeitabschnitt im Vergleich dazu, wenn das Endabscheidermittel allein zum Einsatz kommen würde. Gleicherweise ist wegen des in der Längsrichtung der Zwischenabscheiderachse (oder -achsen) strömenden Gases und seiner verringerten Tendenz, ein Verstopfen hervorzurufen, der Druckabfall im Zwischenabscheider niedriger und der Zwischenabscheider kann so Druckverlusten von bis zu 10 pounds pro Quadrat-Inch (70 kPa) und mehr, z.B. 50 pounds pro Quadrat-Inch (350 kPa), widerstehen.

Vor dem oder stromaufwärts des Zwischenabscheiders wirkt der Primärabscheider als Schutz für die beiden anderen Siebmittel gegen eine Verschmutzung durch größere Zusammenbackungen oder abgetragene Ablagerungen. Die Bauart des Primärabscheiders muss widerstandsfähiger sein, da Heißgase und die größten Teilchen der partikelförmigen Stoffe zuerst darauf treffen. Eine Ausführungsform des Primärabscheiders umfasst eine Tragrahmenstruktur, an der Drahtgewebematerial befestigt ist. Der Primärabscheider bedeckt bevorzugt den gesamten Zwischenabscheider in der Führung, die vom Vergasungsreaktor zum Hochtemperatur-Wärmerückgewinnungssystem führt. Dem Abgasstrom bleibt kein anderer Weg vorbei am Primärabscheider offen außer über den Primärabscheider zu strömen, wobei er vom Oberende des Zwischenabscheiders eingefangen wird. Das tritt jedoch selten ein, es sei denn der Primärabscheider ist stark verstopft.

In einer bevorzugteren Ausführungsform hat der Primärabscheider die Form eines L-förmigen Siebmittels mit einem oberen Teil, der in einer Ebene quer zur Ebene des Endabscheiders liegt, und einem unteren Teil, der in einer Ebene parallel zur Ebene des Endabscheiders liegt.

In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform ist, wie in 1 dargestellt, die Partikelabscheidungs-Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung am Oberende eines vertikal angeordneten Hochtemperatur-Wärmerückgewinnungssystems angebracht, wie z.B. einem Rauchrohrkessel (nicht dargestellt). Der erzeugte Gasstrom aus dem Vergasungsreaktor wird über ein Einlassrohr zur Oberseite des Rauchrohrkessel-Behälters geführt und beim Durchströmen der Partikelabscheidungs-Vorrichtung 10 vor dem Eintritt in den Rauchrohrkessel um 90° abgelenkt.

Wenn der erzeugte Gasstrom in das Oberende des Wärmerückgewinnungs-Abschnitts eintritt, trifft das Gas zuerst auf den Primärabscheider 28 mit seinem vertikalen Teil 12 und seinem horizontalen Teil 14. Das vertikale Teil 12 ist mit im Wesentlichen rechteckigen Tragrahmenelementen 32 versehen, die das Drahtgewebematerial 30'' stützen, das als Siebmittel für ein Abscheiden von partikelförmigen Stoffen aus dem erzeugten Gasstrom dient. Welcher Art die Tragstruktur, z.B. die Tragrahmenelemente 32, sind, bleibt der Auswahl und der praktischen Ausführung überlassen, da hinsichtlich der Form der Tragrahmenelemente 32 keine kritischen Umstände bekannt geworden sind. Die Tragrahmenelemente 32 könnten also auch andere geometrische Formen haben, wie z.B. Dreiecke, Kreise oder Quadrate. Notwendig ist lediglich, dass der mit Hilfe der Tragrahmenelemente 32 aufgebaute Primärabscheider 28 genügend robust ist für einen Druckabfall von 0,5 pounds pro Quadrat-Inch (3,5 kPa) und für das Auftreffen von partikelförmigen Stoffen in dem erzeugten Gasstrom mit einer Geschwindigkeit von 80 Fuß pro Sekunde (25 m/sec). Das horizontale Teil 14 des Primärabscheiders 28 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform am vertikalen Teil 12 an der unteren Kante befestigt und bildet mit ihm ein L-förmiges Element. Der horizontale Teil 14 ist außerdem mit Tragrahmenelementen 32 gebildet und in seiner Form im Wesentlichen der des das Hochtemperatur-Wärmerückgewinnungs-System enthaltenden Behälters angepasst, der in dieser bevorzugten Ausführungsform ein Zylinder ist. Damit hat der Außenumfang des horizontalen Teils 14 die Form eines Teilumfangs eines Kreises.

Sowohl vertikales Teil 12 wie horizontales Teil 14 sind mit Drahtgewebematerial 30'' bedeckt. Das Drahtgewebematerial 30'' ist mit einem beliebigen bekannten Verfahren wie Schweißen oder z.B. mechanische Verbindungen am vertikalen Teil 12 und am horizontalen Teil 14 befestigt. Als Material für die Herstellung des Drahtgewebes 30'' ist jedes für die Temperaturen und die korrodierende und erodierende Atmosphäre des erzeugten Gasstroms ausgelegte Metall verwendbar, wie beispielsweise verschiedene legierte Stähle, die für solchen Einsatz am geeignetsten sind. Typischerweise leisten legierte Stähle mit Nickel und Chrom wie Inconel^TM 617, ein eingetragenes Warenzeichen von Inco Alloys International, Inc., Huntington, WV, zufriedenstellende Dienste in korrodierender Atmosphäre. Auch die Incoloy^TM-Serie von Legierungen wie z.B. Incoloy^TM 800HT verfügt über für solche Atmosphärearten wünschenswerte Eigenschaften. "Incoloy" ist ebenfalls ein eingetragenes Warenzeichen von Inco Alloys International, Inc. Das für diesen Primärabscheider 28 eingesetzte Drahtgewebe 30'' kann in ähnlicher Weise auch für andere Abschnitte der Partikelabscheidungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung finden.

Benachbart dem Primärabscheider 28 ist der Zwischenabscheider 16 angebracht. Wie in den bevorzugten Ausführungsformen nach 1 bis 3 dargestellt, besteht der Zwischenabscheider 16 aus drei zylindrischen Strukturen oder Steigern, die jeweils – jedoch nicht notwendigerweise – identisch sind. Vertikale Innenträgerelemente 26 und horizontale Innenträgerelemente 34 sind zur Abstützung des Drahtgewebematerials 30 im Zwischenabscheider 16 vorgesehen. Eine Vielzahl von Innenträgerlementen 26 ist zum Zweck gleichmäßiger Abstützung um die zylinderförmige Struktur herum einsetzbar und erscheint im Querschnitt durch die zylindrische Form wie die Speichen eines Rades. Jedes der vertikalen Innenträgerelemente 26 ist mit Öffnungen versehen, durch die der erzeugte Gasstrom hindurchtreten kann, wobei die Öffnungen groß genug bemessen sind, dass sie nicht zur Verstopfung der Vorrichtung 10 beitragen, aber auch klein genug, dass die vertikalen Innenträgerelemente genügend strukturelle Stärke behalten, um dem oben genannten Druckabfall standzuhalten. Die horizontalen Innenträgerelemente 34 haben, bei diesem zylindrischen Ausführungsbeispiel des Zwischenabscheiders 16, praktischerweise die Form eines flachen toroidalen Rings. Die offene Mitte des Rings erlaubt den Durchtritt des erzeugten Gasstroms, während der Rand des Rings die vertikalen Innenträgerelemente 26 horizontal stabilisiert. Eine geeignete Befestigung zwischen horizontalen bzw. vertikalen Trägerelementen 34 und 26 verstärkt und versteift die Gesamtstruktur des Zwischenabscheiders 16. In 3 wird die Vorrichtung 10 ohne Primärabscheider 28 dargestellt, um die Betrachtung des Zwischenabscheiders 16 zu erleichtern. Ebenfalls dargestellt ist das Oberende der zylindrischen Strukturen oder Steiger mit ihrer Abdeckung aus Drahtgewebematerial 30.

Der Zwischenabscheider 16 stützt sich auf dem zentralen Teil des Endabscheiders 18 ab, das in dieser bevorzugten Ausführungsform als flache, kreisrunde Platte ausgebildet und mit Drahtgewebematerial 30 bedeckt ist, mit Ausnahme des Mittelteils, das normalerweise von Metallplatten gebildet wird. Der Endabscheider stützt sich auf einer Vielzahl von Querträgern 36 ab, die nicht Teil der Erfindung sind und lediglich dazu dienen, die Vorrichtung 10 als Ganzes abzustützen. Die Querträger 36 ihrerseits sind wieder mit vertikalen Trägerstützen 24 verbunden, die an der Behälterwandung und/oder an der Rohrplatte (nicht dargestellt) des Wärmetauschers oder des Rauchgaskessels angebracht sind. Horizontale Streben oder Träger 22 sind an Zwischenabscheider 16 und Behälterwandungen durch Schweißen oder mit mechanische Verbindungen befestigt. Eine oder mehrere horizontale Versteifungen 20 an Primärabscheider 28 und Behälterwandungen sorgen dafür, dass der Primärabscheider in der vorgesehenen Position bleibt. Des weiteren sind eine Anzahl Primärabscheider-Trägerstützen 38, gleich den vertikalen Tägerstützen 24 oder von diesen verschieden, vorgesehen, um das horizontale Teil 14 in seiner Stellung zu halten.

Das Drahtgewebematerial besitzt im Wesentlichen quadratische Maschenöffnungen von über 0,625 Inches (1,6 cm). Die quadratischen Maschenöffnungen des Drahtgewebematerials liegen vorzugsweise im Bereich von 0,625 Inches (1,6 cm) bis 0,75 Inches (1,9 cm).

Während die Partikelabscheidungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dafür gedacht ist, partikelförmige Stoffe aus dem Syngasstrom zu entfernen, stellt die Größe der partikelförmigen Stoffe, die hauptsächlich aus verkohlten Rückständen bestehen, und die Größe der Öffnungen des Drahtgewebematerials in Verbindung mit der Größe der Wärmetauscher-Rohre sicher, dass kleinere Partikel durch das System hindurchströmen; ihre Entfernung und Rückgewinnung zum Recycling im Vergaser muss mit anderen Mitteln durchgeführt werden. Es genügt, dass ein ordnungsgemäßer Syngas-Produktionszyklus ununterbrochen über Wochen und Monate oder länger bei Einsatz der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufrechterhalten werden kann.

Die Partikelabscheidungs-Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung muss im Wesentlichen aus Material bestehen, das für die Temperatur des erzeugten Gasstroms ausgelegt ist, die normalerweise über 1700° F (925° C) liegt. Der Druck innerhalb des Systems kann sich zwischen 350 psig (2400 kPa) und 450 psig (3100 kPa) bewegen und sollte für einen Druckunterschied von etwa 10 psig (70 kPa) ausgelegt sein.