本发明专利技术描述用于使碳质原料转化成多种气体产物的系统。除了其他装置以外，系统包括用于在碱金属催化剂存在下使碳质原料气化成至少包含甲烷的多种气体产物的三个单独气化反应器。可用来自单一或单独催化剂装载和／或原料制备装置操作的原料向各气化反应器供料。类似地，可在热交换器、酸性气体去除或甲烷去除装置操作通过组合纯化来自各气化反应器的热气流。产物纯化可包括微量污染物去除装置、氨去除和回收装置和酸性物质转换装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具 有三个催化气化反应器(S卩，三列)的系统结构，所述系统结构用于 在蒸汽存在下，通过碳质原料催化气化制备气体产物，特别是甲烷。
技术介绍
鉴于例如较高能源价格和环境问题的许多因素，从较低燃料值碳质原料(如生物 质、煤和石油焦)制备增值气体产物正得到更新的关注。此类物质生产甲烷和其他增值 气体的催化气化公开于例如 US3828474、US3998607、US4057512、US4092125、US4094650、 US4204843、US4468231、US4500323、US4541841、US4551155、US4558027、US4606105、 US4617027、US4609456、US5017282、US5055181、US6187465、US6790430、US6894183、 US6955695、US2003/0167961AU US2006/0265953AU US2007/000177AU US2007/083072AU US2007/0277437A1和 GB1599932。通常，在碱金属催化剂源和蒸汽存在下，在升高温度和压力下通过物质的气化，可 使碳质物质(如煤或石油焦)转化成多种气体，包括增值的气体，如甲烷。未反应的碳质物 质细粉从气化器产生的粗气体去除，使气体冷却并在多个过程中洗涤，以去除不需要的污 染物和其他副产物，包括一氧化碳、氢气、二氧化碳和硫化氢。为了提高碳质物质到气体产物(包括甲烷)的产量，可同时运行多个平行气化列， 各列具有指定原料处理和气体纯化和分离系统。在如此进行时，由于故障或维修，在任何 列中的单一部件损耗可能需要关闭整个气化列，导致生产能力损失。原料处理和气体纯化 和分离系统中的各装置可具有不同的生产能力，导致整个系统内具体装置超负荷或负荷不 足、效率损失和增加的生产成本。因此，仍然需要改进的气化系统，该气化系统具有提高的 效率和组分利用率，并且使总生产能力损失减小到最低限度。专利技术概述一方面，本专利技术提供一种用于从经催化碳质原料产生多种气体产物的气化系统， 所述系统包括(a)第一、第二和第三气化反应器装置，其中各气化反应器装置独立包括(Al)反应室，其中使经催化的碳质原料和蒸汽转化成(i)多种气体产物，所述气 体产物包含甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和未反应的蒸汽；(ii)未反应的碳质 细粉；和(iii)包含夹带催化剂的固体焦产物；(A2)进料入口，所述进料入口用于将经催化的碳质原料提供到反应室中；(A3)蒸汽入口，所述蒸汽入口用于将蒸汽提供到反应室；(A4)热气体出口，所述热气体出口用于从反应室排出热的第一气流，该热的第一 气流包含多种气体产物；(A5)焦出口，所述焦出口用于从反应室回收固体焦产物；和(A6)细粉去除器装置，所述细粉去除器装置用于去除可在热的第一气流中夹带的 至少基本上部分未反应碳质细粉；(b) (1)单一催化剂装载装置，所述催化剂装载装置用于将经催化碳质原料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，或(2)第一催化剂装载装置和第二催化剂装载装置，它们用于将经催化碳质原料提 供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，或(3)第一、第二和第三催化剂装载装置，这些催化剂装载装置用于将经催化碳质原 料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，其中各催化剂装载装置独立包括 (Bi)装载罐，所述装载罐用于接受碳质颗粒并使催化剂装载于碳质颗粒上，以形 成经催化的碳质原料；和(B2)干燥器，所述干燥器用于热处理经催化的碳质原料，以降低水分含量；(c) (1)当只存在单一催化剂装载装置时，单一碳质物质处理装置，所述碳质物质 处理装置用于将碳质颗粒提供到单一催化剂装载装置的装载罐，或(2)当只存在第一和第二催化剂装载装置时，(i)单一碳质物质处理装置，所述碳 质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一和第二催化剂装载装置的装载罐；或(ii)第 一和第二碳质物质处理装置，这些碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一和第二催 化剂装载装置的装载罐，或(3)当存在第一、第二和第三催化剂装载装置时，⑴单一碳质物质处理装置，所 述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐； 或(ii)第一和第二碳质物质处理装置，这些碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第 一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐；或(iii)第一、第二和第三碳质物质处理装置， 这些碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载 罐，其中各碳质物质处理装置独立包括(Cl)接受器，所述接受器用于接受和储存碳质物质；和(C2)研磨器，所述研磨器与接受器连通，以将碳质物质研磨成碳质颗粒；(d) (1)单一热交换器装置，所述热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气化 反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生单一经冷却的第一气流，或(2)第一和第二热交换器装置，这些热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气 化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生第一经冷却的第一气流和第 二经冷却的第一气流，或(3)第一、第二和第三热交换器装置，这些热交换器装置用于从来自第一、第二和 第三气化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生第一经冷却的第一气 流、第二经冷却的第一气流和第三经冷却的第一气流；(e) (1)当只存在单一热交换器装置时，单一酸性气体去除器装置，所述酸性气体 去除器装置用于从单一经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部 分硫化氢，以从单一经冷却的第一气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气 流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或(2)当只存在第一和第二热交换器装置时，(i)单一酸性气体去除器装置，所述酸 性气体去除器装置用于从第一和第二经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和 至少基本上部分硫化氢，以从第一和第二经冷却的气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一 氧化碳；或(ii)第一和第二酸性气体去除器装置，这些酸性气体去除器装置用于从第一和 第二经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一 和第二经冷却的气流产生第一酸性气体贫化气流和第二酸性气体贫化气流，所述酸性气体 贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳， 或(3)当存在第一、第二和第三热交换器装置时，(i)单一酸性气体去除器装置，所 述酸性气体去除器装置用于从第一、第二和第三经冷却的气流去除至少基本上部分二氧化 碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一、第二和第三经冷却的气流产生单一酸性气体贫化 气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至 少一部分一氧化碳；或(ii)第一和第二酸性气体去除器装置，这些酸性气体去除器装置用 于从第一、第二和第三经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分 硫化氢，以从第一、第二和第三经冷却的第一气流产生第一酸性气体贫化气流和第二酸性 气体贫本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于从经催化碳质原料产生多种气体的气化系统，所述系统包括：（ａ）第一、第二和第三气化反应器装置，其中各气化反应器装置独立包括：（Ａ１）反应室，其中使经催化的碳质原料和蒸汽转化成（ｉ）多种气体产物，所述气体产物包含甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和未反应的蒸汽；（ｉｉ）未反应的碳质细粉；和（ｉｉｉ）包含夹带催化剂的固体焦产物；（Ａ２）进料入口，所述进料入口用于将经催化的碳质原料提供到反应室；（Ａ３）蒸汽入口，所述蒸汽入口用于将蒸汽提供到反应室；（Ａ４）热气体出口，所述热气体出口用于从反应室排出热的第一气流，该热的第一气流包含多种气体产物；（Ａ５）焦出口，所述焦出口用于从反应室回收固体焦产物；和（Ａ６）细粉去除器装置，所述细粉去除器装置用于去除可在热的第一气流中夹带的至少基本上部分未反应碳质细粉；（ｂ）（１）单一催化剂装载装置，所述催化剂装载装置用于将经催化碳质原料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，或（２）第一催化剂装载装置和第二催化剂装载装置，所述催化剂装载装置用于将经催化碳质原料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，或（３）第一、第二和第三催化剂装载装置，所述催化剂装载装置用于将经催化碳质原料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，其中各催化剂装载装置独立包括：（Ｂ１）装载罐，所述装载罐用于接受碳质颗粒并使催化剂装载于碳质颗粒上，以形成经催化的碳质原料；和（Ｂ２）干燥器，所述干燥器用于热处理经催化的碳质原料，以降低水分含量；（ｃ）（１）当只存在单一催化剂装载装置时，单一碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到单一催化剂装载装置的装载罐，或（２）当只存在第一和第二催化剂装载装置时，（ｉ）单一碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一和第二催化剂装载装置的装载罐；或（ｉｉ）第一和第二碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一和第二催化剂装载装置的装载罐，或（３）当存在第一、第二和第三催化剂装载装置时，（ｉ）单一碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐；或（ｉｉ）第一和第二碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐；或（ｉｉｉ）第一、第二和第三碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐，其中各碳质物质处理装置独立包括：（Ｃ１）接受器，所述接受器用于接受和储存碳质物质；和（Ｃ２）研磨器，所述研磨器与接受器连通，以将碳质物质研磨成碳质颗粒；（ｄ）（１）单一热交换器装置，所述热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生单一经冷却的第一气流，或（２）第一和第二热交换器装置，所述热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生第一经冷却的第一气流和第二经冷却的第一气流，或（３）第一、第二和第三热交换器装置，所述热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生第一经冷却的第一气流、第二经冷却的第一气流和第三经冷却的第一气流；（ｅ）（１）当只存在单一热交换器装置时，单一酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从单一经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从单一经冷却的第一气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或（２）当只存在第一和第二热交换器装置时，（ｉ）单一酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一和第二经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一和第二经冷却的气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳；或（ｉｉ）第一和第二酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一和第二经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一和第二经冷却的气流产生第一酸性气体贫化气流和第二酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或（３）当存在第一、第二和第三热交换器装置时，（ｉ）单一酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一、第二和第三经冷却的气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一、第二和第三经冷却的气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·T·罗宾逊，
申请(专利权)人：格雷特波因特能源公司，
类型：发明
国别省市：US
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