用于清洁气体流的洗涤塔制造技术

本发明专利技术提供了一种用于清洁载有吸收剂残留物、例如甲醇并且还载有固体颗粒、例如燃料灰尘的气体流的洗涤塔。根据本发明专利技术，借助于设置在该洗涤塔的下部区域中的散堆填料对载有吸收剂残留物和固体颗粒的气体流进行气体洗涤，并且借助于设置在该洗涤塔的上部区域中的规整填料对仅载有吸收剂残留物但是不载有固体颗粒的气体流进行气体洗涤。根据本发明专利技术的洗涤塔在气化设备与通过低温甲醇洗方法进行操作的气体洗涤设备之间的一体式设备系统中的用途由于所描述的可能连接而例如关于其工业实用性提供特别的优点，这实现了一体式设备系统高效操作的协同作用。

Scrubber for clean gas flow

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于清洁气体流的洗涤塔
本专利技术涉及一种用于通过气体洗涤对例如作为来自固体气化设备和连接在气化设备下游的、用于分离二氧化碳和含硫的伴生气体的设备的废气流而获得的含二氧化碳的气体流进行清洁的洗涤塔。本专利技术进一步涉及根据本专利技术的洗涤塔用于从含二氧化碳的废气流中分离作为在气体洗涤中使用的第一吸收剂的甲醇残留物和固体颗粒的用途。本专利技术进一步涉及一种用于从含二氧化碳的废气流中分离作为在气体洗涤中使用的吸收剂的甲醇残留物和固体颗粒的方法。
技术介绍
本领域技术人员从相关的现有技术已知洗涤塔及其用于气体清洁或气体洗涤的用途。还已知这种洗涤塔在一体式设备系统中的用途，一体式设备系统包括通过气化含碳原料(例如煤)生产粗合成气体、以及在连接在气化设备下游的气体清洁设备中再处理和净化粗合成气体。例如，乌尔曼工业化学百科全书[Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry]，第6版，第15卷，在357页及以下呈现了用于由含碳原料制备合成气体的气化设备、尤其是在375页及以下呈现了气流床气化设备，以及在399页及以下呈现了用于通过用低温甲醇进行气体洗涤来净化粗合成气体的低温甲醇洗(Rectisol)方法。在特定方面，本专利技术涉及处理来自用于煤气化的气流床气化设备以及来自连接在该气流床气化设备下游、并且尤其通过低温甲醇洗方法工作的气体清洁设备的废气。低温甲醇洗方法将低温甲醇用作吸收剂，利用甲醇的以下特性：甲醇对伴生物质的吸收能力随温度降低而显著地增大，然而对一氧化碳(CO)和氢气(H2)的吸收能力几乎保持不变。含硫的伴生气体不仅包括二氧化碳(CO2)和含硫的组分(尤其是氢化硫H2S)，而且还包括羰基硫化物COS、硫醇RSH、以及另外的含硫的组分(例如含硫的烃)。在低温甲醇洗方法的情况下，在标准低温甲醇洗方法与选择性低温甲醇洗方法之间进行区分。在所谓的标准低温甲醇洗方法中，将伴生气体COS/H2S与CO2一起在一个吸收步骤中从粗合成气体中分离出来。更特别地，本专利技术涉及一种选择性低温甲醇洗方法。这在乌尔曼工业化学百科全书，第6版，第15卷，图46，第401页以示意形式示出。在此选择性方法中，伴生的含硫的气体COS/H2S与二氧化碳在两个单独的相继的吸收步骤中从粗合成气体中分离出来。用作洗涤剂或吸收剂的甲醇流通，并且在方法的再生阶段中从甲醇中再次除去伴生气体，并且因此将其重新用作吸收剂。在两个相继步骤(在第一步骤中，通过突然膨胀(称为闪蒸)，并且在第二步骤中，通过使辅助气体或再生气体穿过甲醇(称为汽提))中从甲醇中分离二氧化碳。所使用的合适的汽提气体可以例如是水蒸气、氮气或相对于所吸收的物质和吸收剂是惰性的并且可廉价地获得的其他气体或蒸气。通过闪蒸解吸的二氧化碳例如可以作为辅助气体再循环到气化设备中并且在其中用于对用于气化进料(例如煤)的闭锁式料斗进行增压，因为其具有适合该目的的压力水平。对于用氮气从负载甲醇汽提出的二氧化碳，相比之下，在大多数情况下没有经济上可行的可能用途。因此，两种含二氧化碳的气体流，即先前用于闭锁式料斗中的气体流和通过汽提载有CO2的甲醇获得的气体流最终均被释放到大气中。然而，为此目的，两种流必须提前除去其相应的残留甲醇含量(具有甲醇含量的两种流已经离开再生阶段)，并且还必须除去固体颗粒、例如燃料颗粒(这些固体颗粒在气体在闭锁式料斗中使用的过程中进入到气体中)。为此目的，经常使用洗涤塔。德国申请文件DE102009036973A1描述了二氧化碳作为辅助气体用于对闭锁式料斗进行增压的用途。在属于此文件的附图中，当闭锁式料斗被减压时，闭锁式料斗废气作为流3e离开闭锁式料斗。在这种情况下，在洗涤出残留甲醇之前通过过滤器从闭锁式废气中分离固体颗粒。在此的缺点在于：固体颗粒的分离需要另一方法步骤(即过滤)。用于从来自低温甲醇洗设备的、要释放到大气的废气流中分离甲醇的洗涤塔经常用脱矿质水作为洗涤液体/吸收剂进行操作，因为该脱矿质水对要分离的甲醇具有良好的溶解性。此类洗涤塔的传质区还经常被配置为规整填料，因为规整填料提供良好的传质特性以及低的压降。然而，清洁规整填料以去除其中的颗粒沉积物非常困难，并且因此为了去除固体颗粒需要过滤阶段，这与附加的装置复杂性相关联。因此解决的问题在于，提供一种洗涤塔，该洗涤塔可以用于从含二氧化碳的废气流中至少部分地分离固体颗粒和第一吸收剂的残留物，并且在特定方面，尤其用于甚至从载有颗粒的气体流减少残留甲醇含量并且可以以较低复杂水平从中去除灰尘沉积物。
技术实现思路
通过根据权利要求1所述的洗涤塔基本上解决了本专利技术潜在的问题。根据本专利技术的洗涤塔：一种用于从含二氧化碳的废气流中至少部分地去除固体颗粒和第一吸收剂的残留物的洗涤塔，其中，该废气流包括：-第一含二氧化碳的废气子流，该第一含二氧化碳的废气子流从用于由含碳原料生产合成气体的气化设备获得，其中，该第一废气子流还载有固体颗粒，-第二含二氧化碳的废气子流，该第二含二氧化碳的废气子流从连接在该气化设备下游的、用于通过用该第一吸收剂进行吸收而从该合成气体中分离二氧化碳和含硫的伴生气体的设备获得，其中，该洗涤塔包括以下构成部分和组件：-壳体，该壳体基于按预期布置的该洗涤塔的状态沿平行于竖直方向延伸的纵向轴线延伸，并且该壳体围成内部，其中，该内部被分成上部区域和下部区域，该上部区域和该下部区域各自均包括至少一个传质区，-规整填料，该规整填料设置在该内部的上部区域，用于通过用第二吸收剂进行吸收而从该第二废气子流中分离该第一吸收剂的残留物，-用于该第二吸收剂的入口，该入口设置在该规整填料上方，-用于该第二废气子流的入口，该入口设置在该规整填料下方，-散堆填料，该散堆填料设置在该内部的下部区域并且在用于该第二废气子流的入口下方，-用于载有固体颗粒的第一废气子流的入口，该入口设置在该散堆填料下方，-设置在该壳体的上侧的用于该含二氧化碳的废气流的出口，该废气流已经除去了该第一吸收剂的残留物和固体颗粒，-设置在该壳体的下侧的用于载有该第一吸收剂的残留物和固体颗粒的第二吸收剂的出口。固体颗粒例如源于所使用的含碳原料、例如煤。可能的替代方案是气体中一定比例的固体颗粒是由渣粒或在气化设备上有机械应力的情况下、例如通过磨损产生的颗粒形成。含硫的伴生气体不仅尤其包括氢化硫H2S，还包括羰基硫化物COS、硫醇RSH、以及另外的含硫的组分(例如含硫的烃)。在本专利技术的背景下，吸收尤其应理解为是指用合适的洗涤剂或吸收剂进行气体洗涤。用于分离出二氧化碳和/或含硫的伴生气体的标准方法例如是低温甲醇洗方法或Purisol方法。在此使用的第一吸收剂是低温甲醇洗方法中的低温甲醇或Purisol方法中的水溶液中的N-甲基吡咯烷酮(NMP)。两种物质均具有非常好的水溶性。在两个区域、构成部分、部件或组件之间的流体连接应理解为是指使得流体能够从两个区域、构成部分、部件或组件中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从含二氧化碳的废气流中至少部分地去除固体颗粒和第一吸收剂的残留物的洗涤塔，其中，该废气流包括：/n-第一含二氧化碳的废气子流，该第一含二氧化碳的废气子流从用于由含碳原料生产合成气体的气化设备获得，其中，该第一废气子流还载有固体颗粒，/n-第二含二氧化碳的废气子流，该第二含二氧化碳的废气子流从连接在该气化设备下游的、用于通过用该第一吸收剂进行吸收而从该合成气体中分离二氧化碳和含硫的伴生气体的设备获得，/n其中，该洗涤塔包括以下构成部分和组件：/n-壳体，该壳体基于按预期布置的该洗涤塔的状态沿平行于竖直方向延伸的纵向轴线延伸，并且该壳体围成内部，其中，该内部被分成上部区域和下部区域，该上部区域和该下部区域各自均包括至少一个传质区，/n-规整填料，该规整填料设置在该内部的上部区域，用于通过用第二吸收剂进行吸收而从该第二废气子流中分离该第一吸收剂的残留物，/n-用于该第二吸收剂的入口，该入口设置在该规整填料上方，/n-用于该第二废气子流的入口，该入口设置在该规整填料下方，/n-散堆填料，该散堆填料设置在该内部的下部区域并且在用于该第二废气子流的入口下方，/n-用于载有固体颗粒的第一废气子流的入口，该入口设置在该散堆填料下方，/n-设置在该壳体的上侧的用于该含二氧化碳的废气流的出口，该废气流已经除去了该第一吸收剂的残留物和固体颗粒，/n-设置在该壳体的下侧的用于载有该第一吸收剂的残留物和固体颗粒的第二吸收剂的出口。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171116 EP 17400063.81.一种用于从含二氧化碳的废气流中至少部分地去除固体颗粒和第一吸收剂的残留物的洗涤塔，其中，该废气流包括：
-第一含二氧化碳的废气子流，该第一含二氧化碳的废气子流从用于由含碳原料生产合成气体的气化设备获得，其中，该第一废气子流还载有固体颗粒，
-第二含二氧化碳的废气子流，该第二含二氧化碳的废气子流从连接在该气化设备下游的、用于通过用该第一吸收剂进行吸收而从该合成气体中分离二氧化碳和含硫的伴生气体的设备获得，
其中，该洗涤塔包括以下构成部分和组件：
-壳体，该壳体基于按预期布置的该洗涤塔的状态沿平行于竖直方向延伸的纵向轴线延伸，并且该壳体围成内部，其中，该内部被分成上部区域和下部区域，该上部区域和该下部区域各自均包括至少一个传质区，
-规整填料，该规整填料设置在该内部的上部区域，用于通过用第二吸收剂进行吸收而从该第二废气子流中分离该第一吸收剂的残留物，
-用于该第二吸收剂的入口，该入口设置在该规整填料上方，
-用于该第二废气子流的入口，该入口设置在该规整填料下方，
-散堆填料，该散堆填料设置在该内部的下部区域并且在用于该第二废气子流的入口下方，
-用于载有固体颗粒的第一废气子流的入口，该入口设置在该散堆填料下方，
-设置在该壳体的上侧的用于该含二氧化碳的废气流的出口，该废气流已经除去了该第一吸收剂的残留物和固体颗粒，
-设置在该壳体的下侧的用于载有该第一吸收剂的残留物和固体颗粒的第二吸收剂的出口。


2.根据权利要求1所述的洗涤塔，进一步包括：
-分离塔盘，该分离塔盘可透过向上流动的气体但是不可透过向下流动的液体、设置在该规整填料下方并且在用于该第二废气子流的入口下方但是在该散堆填料上方，
-用于该第二吸收剂的第二入口，该第二入口设置在该分离塔盘下方并且在该散堆填料上方，
-用于从该分离塔盘排出载有该第一吸收剂的残留物的第二吸收剂的出口。


3.根据权利要求2所述的洗涤塔，其特征在于，该分离塔盘采取烟囱式塔盘的形式。


4.根据权利要求2或3所述的洗涤塔，其特征在于，设置在该分离塔盘下方并且在该散堆填料上方的用于该第二吸收剂的第二入口和设置在该壳体的下侧的用于载有该第一吸收剂的残留物和固体颗粒的第二吸收剂的出口彼此处于流体连接，其中，该洗涤塔进一步包括：
-用于从该第二吸收剂中分离固体颗粒的固体分离装置，该固体分离装置与设置在该壳体的下侧的出口处于流体连接，
-用于排出已经从该固体分离装置至少部分地除去固体颗粒的该第二吸收剂的出口，该出口与用于该第二吸收剂的第二入口处于流体连接，使得已经至少部分地除去固体颗粒的该第二吸收剂能够再循环至该洗涤塔。


5.根据权利要求1至4所述的洗涤塔用于从来自用于由含碳原料生产合成气体的气化设备和连接在该气化设备下游的、用于通过用甲醇进行吸收而从该合成气体中分离二氧化碳和含硫的伴生气体的设备的含二氧化碳的废气流中分离作为第一吸收剂的甲醇的残留物的用途，其中，所使用的第二吸收剂是水。


6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，该气化设备是气流床气化设备，在该气流床气化设备中，细颗粒煤通过气化转化成合成气体。


7.根据权利要求5或6所述的用途，其特征在于，载有固体颗粒的第一含二氧化碳的废气子流是来自该气化设备的闭锁式料斗废气，并且该第二含二氧化碳的废气子流是来自用于分离二氧化碳和含硫的伴生气体的设备的在再生所使用的第一吸收剂时在其中获得的废气。


8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于，该第二含二氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：索菲亚·施密特，辛卡尔·莱希纳，克里斯汀·弗雷，莎伦·科尔贝特，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR