气化过程中产生的烟灰水浆的脱水方法技术

部分氧化烃气体或液体的方法，包含部分氧化步骤和通过从气态氧化产物中形成含有水和碳的浆液来去除烟灰的步骤，以及从浆液中分离出部分水以获得含有极少量水的烟灰混合物的步骤，其中，所述分离步骤通过沉降式离心机进行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
气化过程中产生的烟灰水浆的脱水方法本专利技术涉及到部分氧化烃气体或液体的方法，包含部分氧化步骤和通过形成含有水、碳和任选的灰分(optionally ash)的浆液来去除烟灰的步骤，以及从浆液中分离出部分水以获得含有极少量水的烟灰混合物的步骤。烃类原料的部分氧化方法在本世纪50年代就得以发展并实现了商业化。最著名的方法，例如壳牌(Shell)气化方法和德士古(Texaco)气化方法仍然应用在一定数量的商业设备上。这种利用烃原料的部分氧化方法或气化方法通常包括三个主要步骤：(a)实际的部分氧化或气化步骤，其中在有氧气和蒸汽存在的情况下，上述原料被转化成原合成气体；(b)冷却离开反应器的热气体；和(c)去除碳和灰分，其中，残留在反应器流出气体中的碳和灰分通过水洗去除，这样便获得了含有碳和灰分的含水浆液。这种碳和任选的灰分的混合物也被称之为烟灰。浆液中灰分和碳的量取决于原料、操作条件和所用气化反应器的类型。随后，浆液中水的含量通过脱水处理步骤得以降低。一种脱水方法被美国专利US-A-5628911公开。该专利公开了烟灰浆液的脱水过程，在浆液中加入絮凝剂，借助一个可移动的过滤器过滤，上述过滤器具有一个可水平移动的过滤带，后面有两个垂直移动的过滤带，借助于辊子使这些过滤带挤压在一起，从而产生一个恒定的压力，直到烟灰滤饼中的水分含量小于80％。然后，滤饼以平均厚度大约为2mm的干燥的片或板的形式被放置在一个可移动的传送带上。美国专利US-A-4255278公开了含有14.9wt％(重量百分比)固体物质的浆液的脱水方法，上述浆液由煤的气化过程获得，其中使用了由South Walpole Mass的Bird Machine公司制造的LB224型连-->续离心机。该方法产生了含有66wt％固体的块状物(cake)和含有12wt％固体的水。该方法中得到的水被认为是不干净的。而且，煤气化产生的烟灰颗粒的性质也与本专利技术中以气态或液态烃为原料进行气化产生的烟灰颗粒的性质有着实质上的不同。众所周知，煤气化产生的浆液中的固体颗粒比从矿物油气化产生的浆液中获得的固体具有更大的颗粒尺寸，即，前者的沙得平均直径(Sauter-mean diameter)(d50)大约为20μm，而后者的d50大约为2-8μm。此外，干燥的烟灰“煤”颗粒的干燥体积密度大约为400kg/m3，而本方法中烟灰颗粒的干燥体积密度介于5-15kg/m3之间。美国专利US-A-5628911的缺点在于：将过滤带挤压在一起时会产生含有大量烟灰(soot)和灰分(ash)的水。而且，在清洗过滤带时会产生大量的清洗水。这些水流在被排放到外界环境之前必须被加以处理。本专利技术的目的在于提供一种涉及烃气体或液体的气化过程中产生的烟灰/水浆液的脱水方法，该方法同现有技术相比可提供更干净的水。上述目的通过下述方法达到。部分氧化烃气体或液体的方法，包含部分氧化步骤和通过形成含有水和碳的浆液从气态氧化产物中去除烟灰的步骤，以及从浆液中分离部分水以获得含有较少量水的烟灰混合物的步骤，其中，所述分离步骤通过沉降式离心机进行。申请人发现使用沉降式离心机在将浆液脱水形成干净水和脱水烟灰混合物时是有利的。沉降式离心机还有一个优点就是同现有技术中带有过滤带的装置相比，它是一个小得多的装置。在人们想要把沉降式离心机放置在烟灰在其中被作进一步处理的装置上方时，这一点是有利的。它可以不使用传送带或者链条输送器及类似的抬高烟灰的装置。同过滤带装置相比，下一个优点是沉降式离心机是一个封闭系统。因为浆液可能含有硫化氢，氨和/或氰化氢气体，所以在使用开放式过滤带系统时，必须采取诸如通风气体柜(ventilated gas boxes)这样的安全措施。而对于封闭式的沉降式离心机而言则无此必要。使用沉降-->式离心机的另一个优点是不必为了进行气象防护而将之放置在建筑物中，因此大大减少了安装费用。下一个优点是不必使用絮凝剂也能使浆液脱水充分，尽管在有些情况下使用絮凝剂是有利的。最后，根据本专利技术的方法所得到的烟灰混合物具有粒状的组成，使得上述混合物通过泵，例如可泵送块状物的泵(cake pump)即可输送。鉴于美国专利US-A-4255278，使用沉降式离心机分离由气态的或矿物油气化得到的、含有更小尺寸和密度的固体的浆液具有很好的分离结果是令人惊讶的。已经发现在沉降式离心机里可获得含有少于50ppm(百万分之50)，甚至少于10ppm(百万分之10)(按重量计算)固体的水。根据本专利技术的方法获得的烟灰混合物中固体含量更好的介于5-15wt％之间。同通过美国专利US-A-5628911中的方法获得的烟灰混合物相比，除了在所得烟灰混合物中具有更低的固体含量以外，本专利技术的方法还可获得很好的、可用泵抽送的组分。良好的可用泵抽送的烟灰混合物中干燥烟灰的含量更好地介于5-15wt％之间。可以相信所得烟灰混合物是可用泵抽送的，因为这些烟灰混合物并未象现有技术中的方法那样被挤压/脱水。结果导致了粘性更大的、因此可用泵抽送的组成。因为这个特性，上述烟灰混合物可很便利的通过可泵送块状物的泵(cake-pump)被传送到下一个处理步骤。以这种方式可获得一个封闭的处理系统，该系统的优点已在前面讨论过。一个适宜的可泵送块状物的泵(cake pump)的例子是一台Putzmeister块状物泵送泵(cake pump)。上述浆液包含一种碳的水溶液。在大多数情况下还含有适量的灰分。碳和任选的灰分被总称为烟灰。作为进料被送入沉降式离心机中的烟灰浆液通常含有0.5-1.5wt％的烟灰水(soot on water)。烟灰中可能含有可测量量的Ni，Fe和V。如果烟灰混合物被期望具有更高的固体含量，可向浆液中添加絮凝剂以强化脱水处理。絮凝剂可被添加在沉降式离心机的进料中或被直接添加在沉降式离心机中。已经发现不使用絮凝剂来接受较低的固体含量在有些时候是有利的。这是因为与额外干燥有关的花费要比絮凝剂-->的花费低的多。已经发现即使不用絮凝剂也可获得可用泵抽送的烟灰混合物。不过，如果使用絮凝剂，较好是在烟灰中灰分和碳的重量比率低于0.05，更好是在比率低于0.02时使用。已经发现在更高比率的时候，需要极少或者不需要絮凝剂。如在美国专利US-A-5628911中公开的那样，可联合使用阴离子型和离子型的絮凝剂。使用高分子量的聚合体作为絮凝剂可获得好的结果，这些聚合体可以是阴离子型的、阳离子型的或者甚至为非离子型的。适用的絮凝剂的例子为FENNOPOL N200，FENNOPOL A305(FENNOPOL是KemiraChemicals OY的商标)，ZETAG7898，ZETAG34(ZETAG是Ciba的商标)，MAGNAFLOC 919(MAGNAFLOC是Ciba的商标)，SEDIPURCF305和SEDIPUR AF404(SEDIPUR是BASF的商标)。絮凝剂更好地以15-20kg/公吨干烟灰的浓度使用。沉降式离心机中浆液的温度不是关键的，可介于15-99℃之间。当进行加压处理时可具有更高的温度。本专利技术将根据图1得以说明。图1是适用于本专利技术方法的沉降式离心机。用于本专利技术的沉降式离心机是众所周知的分离装置，可以从诸如Alfa La本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种部分氧化烃气体或液体的方法，包括部分氧化步骤和通过从气态氧化产物中形成含有水和碳的浆液来去除烟灰的步骤以及从浆液中分离出部分水以获得含有较少量水的烟灰混合物的步骤，其中，所述分离步骤通过沉降式离心机进行。

【技术特征摘要】
EP 2001-3-30 01201190.41.一种部分氧化烃气体或液体的方法，包括部分氧化步骤和通过从气态氧化产物中形成含有水和碳的浆液来去除烟灰的步骤以及从浆液中分离出部分水以获得含有较少量水的烟灰混合物的步骤，其中，所述分离步骤通过沉降式离心机进行。2.如权利要求1所述的方法，其中所述的沉降式离心机具有可旋转的鼓和可旋转的烟灰-饼输送器，以可旋转的鼓和可旋转的烟灰-饼输送器之间每分钟转数差值低于10转/分钟运行。3.如权利要求2所述的方法，其中所述差值低于3转/分钟。4.如权利要求1-3中任一所述的方法，其中所述沉降式离心机中相对于重力的离心力大于1200。5.如权利要求1-4中任一所述的方法，其中沉降式离心机中旋转鼓的长度同直径的比率多于3.5。6.如权利要求1-5中任一所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉德赫罗特维尔德，弗朗西斯克斯JA马滕斯，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]