專利名稱：熱氣體凈化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于處理由氣流床氣化設備產生的熱的粗煤氣的方法及設備。
背景技術：
在含碳燃料(煤、生物材料、化工設備的殘留物、拉奧里油(Orimulsion)等)的氣流床氣化時碰到的問題是，后接的設備受到氯化氫及硫化氫的侵蝕作用。相應地人們力求將氯化氫及硫化氫的濃度大幅降低。目前主要是在低溫范圍內利用濕化學法通過適當?shù)乃巹┗蛳礈靹崿F(xiàn)氯化氫和硫化氫分離。這種在低溫氣體范圍內進行的方法的缺點是為了凈化氣體必須將氣體冷卻。 由此造成相當大的效率損失和高的工藝費用。基于節(jié)約能源及經濟性的考量，在一些過程中期望含氯及含硫的氣體成分的分離盡可能在高溫范圍內進行，以便避免冷卻?？梢詫釟怏w無需冷卻地轉送給例如鐵直接還原。如果不需大幅冷卻直接將還原氣體送至燃氣渦輪機，例如也能實現(xiàn)效率的改進?？梢钥紤]的是，這種做法也可以轉用到其他的過程中。已知粗煤氣處理的各種不同的方式。僅僅作為示例參照本申請人的DE 3537493 Al 或大量的其他文獻 DE 3531918 AUDE 4238934C2、DE 4317319 B4、DE 69003183 T3。

發(fā)明內容
基于上述原因，因此本發(fā)明的目的是，這樣地進行含硫及含碳化合物的分離，使得熱氣體用于其他的用途。通過開頭所述類型的方法，上述目的按本發(fā)明這樣地實現(xiàn)，即將溫度高于600°C 的粗煤氣輸送給脫硫裝置及去除氯化氫裝置，然后分出一部分氣流，用于形成驟冷氣體的冷卻流，并且在冷卻、精細除塵、干燥、壓縮之后，在氣流床氣化器的下游重新輸送給熱的粗煤氣流。在氣流床氣化器中，在反應區(qū)內出現(xiàn)在1200°C至1600°C之間的溫度。在所述溫度范圍內，殘留的爐渣微粒是液態(tài)的和/或粘性的，為了避免污染，因此必須將這些爐渣微粒轉換成固態(tài)。為了防止這些爐渣微粒在下游的設備中沉積或阻塞，以及利用在理想的溫度窗內以吸附劑去除含氯及含硫化合物的優(yōu)點，合理的是，熱的還原氣體通過來自氣化過程的再循環(huán)的粗煤氣來冷卻。冷卻用的再循環(huán)的粗煤氣來自驟冷氣體過程，在那里它被冷卻及除塵。在驟冷氣體過程中用水驟冷裝置中的水來冷卻粗煤氣的一部分氣流，并且使其部分地去除氯化氫。 冷卻的且僅含少量氯化氫的粗煤氣還需進一步精細地除塵。為了精細地除塵，使用文丘里洗滌器。經冷卻的及殘留除塵的粗煤氣仍含有水。還必須將含在粗煤氣中的水冷凝出來。 為此通過熱交換器的表面來冷卻粗煤氣，并冷凝的水經由分離器分離出來。還借助于粗煤氣壓縮裝置將粗煤氣壓縮至氣化壓力。在壓縮之后，還可以將吸附劑加入到粗煤氣流中。經冷卻及壓縮的粗煤氣現(xiàn)在可以用來冷卻從氣化過程的反應區(qū)排出的粗煤氣流。此外，優(yōu)點是所獲得的驟冷氣流在進一步壓縮之后用于組合地凈化過濾元件，所述過濾元件用于阻攔塵埃及含硫的化合物。本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于避免強烈地冷卻氣體，在此通過部分氣流的再循環(huán)可以達到按照本發(fā)明的方法的最佳的控制。由從屬權利要求得出本發(fā)明的各實施方式。在此例如可以設定將吸附劑加入到熱粗煤氣中，用于脫硫和/或去除氯化氫。

吸附劑例如可以是氧化鈣或石灰石，但也可以是碳酸鈣、氫氧化鈣或鐵礦石。本發(fā)明的另外一種實施方式在于將吸附劑(添加劑)加入到再循環(huán)的驟冷氣流和/或氣流床氣化器和/或燃料中，和/或在除塵之前和/或在除塵之后加入。這種類型的吸附劑的添加和/或添加的位置在此通常是由所使用的設備和/或所使用的添加劑決定。本發(fā)明的一種有利的改進方式在于使分支的驟冷氣流在輸入熱的粗煤氣之前被引導通過水驟冷裝置、文丘里洗滌器、粗煤氣冷卻器、脫水裝置以及粗煤氣壓縮裝置，其中還可以設定，使一部分的再循環(huán)驟冷氣流作為凈化氣體經由另外一個粗煤氣壓縮裝置輸送給燭式過濾器。有利地，本發(fā)明的另外一個的實施方式在于使生成的熱的粗煤氣流通過旋風分離器和/或燭式過濾器被凈化，其中該旋風分離器和/或燭式過濾器定位在脫硫裝置的上游或下游。為了使本發(fā)明的方法特別經濟地實現(xiàn)，可以設定使用氧化鈣或石灰石作為吸附齊U，并在其失去吸附能力之后被更換或利用飽含水蒸氣的煙氣再生和/或使用其他的吸附齊U、例如鐵礦石等。本發(fā)明還包括一種用來實施按上述權利要求中任一項所述的方法的設備，其特征為在熱氣體的流動路徑上，在氣化器的下游串聯(lián)地連接脫硫裝置，在該脫硫裝置的下游連接固體材料分離裝置，其中在所述固體材料分離裝置的下游，氣體的一部分氣流通過水驟冷裝置、文丘里洗滌器、粗煤氣冷卻器以及脫水裝置和壓縮裝置，并且它的流動路徑在氣化器的下游且在脫硫裝置的上游已冷卻地返回到循環(huán)中。按本發(fā)明一種略微變型的設備構造在于，其特征為在熱氣體的流動路徑上，在氣化器的下游串聯(lián)地連接固定材料分離裝置，在該固定材料分離裝置的下游設有脫硫裝置和另外一個固定材料分離裝置，其中在該固定材料分離裝置的下游，氣體的一部分氣流通過水驟冷裝置、文丘里洗滌器、粗煤氣冷卻器、脫水裝置以及壓縮裝置，并且它的流動路徑在氣化器的下游且在脫硫裝置的上游已冷卻地返回到循環(huán)中。另外一種有利的實施方式在于冷卻的部分氣流在導入主氣體流之前，通過氣體壓縮裝置分出另外一部分氣流，其凈化在主氣體流中構成為燭式過濾器的固定材料分離裝置。 在此可以有利的是，除了燃料及氧氣之外，氣化器也配置有添加劑輸入裝置，和/ 或冷卻的部分氣流的回流管配置有添加劑輸入裝置。 在上述變型的設備構造中，也可以在旋風分離器和所述脫硫裝置之間設有添加劑輸入裝置。


基于以下說明以及借助于附圖得出本發(fā)明的其他特征、細節(jié)及優(yōu)點。圖1 示出用于實施按本發(fā)明的方法的設備的原理圖，以及圖2 示出變型的原理圖。
具體實施例方式參照圖1，整體以1表示的按本發(fā)明的設備具有氣化器2，所述氣化器在圖中僅以用符號表示，其中燃料3、氧氣4以及必要時添加劑5被輸入氣化器2。以虛線示出的箭號表示爐渣6從氣化器被排出。離開溫度在1200°C至1600°C的氣化器的氣體會被驟冷氣流19冷卻至800°C左右并輸入脫硫裝置，其在氣體引導的過程中再供給用8表示的旋風分離器和燭式過濾器9，灰塵的排出以及使用過的添加劑的排出在所述設備部分中用虛線示出并且用10和11表示。最后熱的有用氣體(Nutzgas)離開系統(tǒng)，其用方框符號12表示。燭式過濾器9的下游示出一條管線13，一部分的熱氣體經由所述管線通過水驟冷裝置14，從那里供給文丘里洗滌器15、最后是粗煤氣冷卻器16、接著是脫水裝置17以及粗煤氣壓縮裝置18，最后被壓縮及冷卻的部分氣流經由管線19在氣化器2和脫硫裝置7之間輸入主氣體流中，用于調節(jié)溫度。最后，在圖1中也示出添加劑可以在管線19的最后位置中被加入，這通過虛線繪制的箭號20表示。在圖2的實施例中，區(qū)別主要在于氣化器2的下游首先連接一個構造成旋風分離器8的固體材料分離器，然后在該固體材料分離器的下游連接脫硫裝置7，其中在圖2中所有其他的設備元件具有與在圖1中相同的附圖標記。在圖2中還以虛線的箭號21示出加入添加劑的可能性，其中加入在這里在旋風分離器8和脫硫裝置7之間進行。兩個原理圖的共同點是，經冷卻的返回的氣體的部分氣流可以經由管線22輸送給粗煤氣壓縮裝置23，其給例如燭式過濾器9提供凈化的氣體，這通過虛線繪制的管線22a 表不。附圖標記列表1 設備2氣化器3燃料輸入4氧氣輸入5添加劑輸入6 爐漁排出7脫硫裝置8旋風分離器9燭式過濾器10固體材料排出11固體材料排出12有用氣體
14水驟冷裝置15文丘里洗滌器16粗煤氣冷卻器17脫水裝置18粗煤氣壓縮裝置19管線20添加劑輸入21添加劑輸入22管線22a 管線23粗煤氣壓縮裝置
權利要求
1.用于處理由氣流床氣化設備產生的熱的粗煤氣的方法，其特征為將溫度高于 600°C的熱的粗煤氣輸送給脫硫裝置和去除氯化氫裝置，然后取出一部分氣流，用于形成驟冷氣體冷卻流，并在冷卻、精細除塵、干燥、壓縮之后在氣流床氣化器的下游重新輸送給熱的粗煤氣流。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將吸附劑加入到熱的粗煤氣流中，用于進行脫硫和/或去除氯化氫。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，將吸附劑(添加劑)加入到再循環(huán)的驟冷氣流和/或氣流床氣化器和/或燃料中，和/或在除塵之前和/或在除塵之后加入。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，分支的驟冷氣流在輸送給生成的熱的粗煤氣之前引導通過水驟冷裝置、文丘里洗滌器、粗煤氣冷卻器、脫水裝置以及粗煤氣壓縮裝置。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，使再循環(huán)的驟冷氣流的一部分作為凈化氣體通過一個另外的粗煤氣壓縮裝置輸送給燭式過濾器。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，使生成的熱的粗煤氣流通過旋風分離器和 /或燭式過濾器被凈化，其中該旋風分離器和/或燭式過濾器定位在脫硫裝置的上游或下游。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，使用氧化鈣或石灰石作為吸附劑，所述吸附劑在其失去吸附能力后被更換或借助于飽含水蒸氣的煙氣再生。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，使用其他的吸附劑，例如鐵礦石等。
9.用來實施如上述權利要求中任一項所述的方法的設備，其特征為在熱氣體的流動路徑上，在氣化器O)的下游串聯(lián)地連接脫硫裝置(7)，在該脫硫裝置的下游連接固體材料分離裝置(8，9)，其中在所述固體材料分離裝置(8，9)的下游，氣體的一部分氣流(1 通過水驟冷裝置(14)、文丘里洗滌器(15)、粗煤氣冷卻器(16)以及脫水裝置(17)和壓縮裝置(18)，它的流動路徑在氣化器O)的下游且在脫硫裝置的上游已冷卻地返回到循環(huán)中。
10.一種用來實施如上述權利要求中任一項所述的方法的設備，其特征為在熱氣體的流動路徑上，在氣化器O)的下游串聯(lián)地連接固定材料分離裝置(8)，在該固定材料分離裝置的下游設有脫硫裝置(7)和另外一個固定材料分離裝置(9)，其中在固定材料分離裝置(8，9)的下游，氣體的一部分氣流(1 通過水驟冷裝置(14)、文丘里洗滌器(15)、粗煤氣冷卻器(16)、脫水裝置(17)以及壓縮裝置(18)，它的流動路徑(19)在氣化器(2)的下游且在脫硫裝置的上游已冷卻地返回到循環(huán)中。
11.如權利要求9或10的用于實施所述方法的設備，其特征在于，冷卻的部分氣流(19)在導入主氣體流之前，通過氣體壓縮裝置分出另外一部分氣流(22)，其凈化在主氣體流中構成為燭式過濾器(9)的固定材料分離裝置。
12.如權利要求11的用于實施所述方法的設備，其特征在于，除了燃料(3)和氧氣(4) 之外，氣化器O)也配置有添加劑輸入裝置(5)。
13.如權利要求9的用于實施所述方法的設備，其特征在于，冷卻的部分氣流的回流管 (19)配置有添加劑輸入裝置00)。
14.如權利要求9或后續(xù)的權利要求任一項的用于實施所述方法的設備，其特征在于，在構成為旋風分離器⑶的固定材料分離裝置和所述脫硫裝置(7)之間設有添加劑輸入裝置(21)。
全文摘要
通過用于處理由氣流床氣化設備產生的熱的粗煤氣的方法及設備要這樣地進行含硫及含碳化合物的分離，使得熱氣體用于另外的用途。這通過以下措施實現(xiàn)在熱氣體的流動路徑上，在氣化器(2)的下游串聯(lián)地連接脫硫裝置(7)，在該脫硫裝置的下游連接固體材料分離裝置(8，9)，其中在固體材料分離裝置(8，9)的下游，氣體的一部分氣流(13)通過水驟冷裝置(14)、文丘里洗滌器(15)、粗煤氣冷卻器(16)以及脫水裝置(17)和粗煤氣壓縮裝置(18)，并它的流動路徑(19)在氣化器(2)的下游且在脫硫裝置的上游已冷卻地返回到循環(huán)中。
文檔編號B01D53/52GK102164649SQ200980138049
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權日2008年9月30日
發(fā)明者D·帕沃內, M·里格爾, O·馮莫施泰因, R·亞伯拉罕 申請人:猶德有限公司