本发明专利技术公开了将碳质原料转化为多种气态产物的体系。除了其它单元以外，所述体系还包括用于在碱金属催化剂存在下使碳质原料气化为至少包括甲烷的多种气态产物的四个单独的气化反应器。所述气化反应器各自可供应有来自单一或单独的催化剂装载和／或原料制备单元操作的原料。类似地，来自各气化反应器的热气流可在换热器、酸性气体去除或甲烷去除单元操作处通过它们的组合来纯化。产物纯化可包括痕量污染物去除单元、氨去除和回收单元以及酸转变单元。
【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四个用于通过在蒸汽存在下催化气化碳质原料制备气态产物、尤 其甲烷的催化气化反应器(即，四列)的体系构造。
技术介绍
由于诸如较高能源价格和环境考虑的许多因素，由诸如生物质、煤炭和石油焦炭 的较低燃料值的碳质原料制备增值气态产物重新受到了重视。催化气化这类物质以生成甲 烧和其它增值气体例如公开在 US3^8474、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 中。通常，诸如煤炭或石油焦炭的碳质物质可通过在碱金属催化剂源和蒸汽存在下在 高温高压下使物质气化而转化成多种气体，包括诸如甲烷的增值气体。从由气化器生成的 粗制气体中除去细微的未反应的碳质物质粉末，以多重处理冷却并洗涤气体以除去包括一 氧化碳、氢气、二氧化碳和硫化氢的不合需要的污染物和其它副产物。为了增加碳质物质转化为包括甲烷的气态产物的产量，可同时运行多个并联的气 化列(gasification train)，各列具有专门的原料加工和气体净化和分离体系。在这种情 况下，任何列中由于故障或维修引起的单一组分损失可能需要整个气化列停工，导致生产 力损失。原料加工和气体纯化和分离体系中的各单元可能具有不同容量，导致整个系统内 特定单元的过载或负载不足、效率损失和生产成本增加。因此，仍然需要效率和组分利用率 增加并使总生产力损失减至最少的改善的气化体系。专利技术概述—方面，本专利技术提供由催化的碳质原料产生多种气态产物的气化体系，所述体系 包括(a)第一、第二、第三和第四气化反应器单元，其中各气化反应器单元独立地包 括(Al)反应室，在其中将催化的碳质原料和蒸汽转化为⑴包括甲烷、氢气、一氧化 碳、二氧化碳、硫化氢和未反应的蒸汽的多种气态产物、(ii)未反应的碳质粉末和(iii)包 括夹带的催化剂的固态炭产物；(A2)进料口，用以供应所述催化的碳质原料到所述反应室； (A3)进汽口，用以供应蒸汽到所述反应室；(A4)热气出口，用以从所述反应室中排出热第一气流，所述热第一气流包含所述 多种气态产物；(A5)炭出口，用以从所述反应室中取出所述固态炭产物；和(A6)粉末去除器单元，用以除去可能夹带在所述热第一气流中的至少相当大部分 的未反应的碳质粉末；(b)⑴单一催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所述第一、第二、第 三和第四气化反应器单元的进料口，或(2)第一和第二催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所述第一、第 二、第三和第四气化反应器单元的进料口 ；或(3)第一、第二和第三催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所述第 一、第二、第三和第四气化反应器单元的进料口 ；或(4)第一、第二、第三和第四催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所 述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的进料口，其中各催化剂装载单元独立地包括(Bi)装载槽，用以接收碳质颗粒并将催化剂装载到所述颗粒上以形成所述催化的 碳质原料；和(B2)干燥器，用以热处理所述催化的碳质原料以降低湿含量；(c) (1)当仅存在所述单一催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单元，用以供应 所述碳质颗粒到所述单一催化剂装载单元的装载槽，或(2)当仅存在所述第一和第二催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单元，用以供 应所述碳质颗粒到所述第一和第二催化剂装载单元的装载槽，或(3)当仅存在所述第一、第二和第三催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单元， 用以供应所述碳质颗粒到所述第一、第二和第三催化剂装载单元的装载槽，或(4)当存在所述第一、第二、第三和第四催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单 元，用以供应所述碳质颗粒到所述第一、第二、第三和第四催化剂装载单元的装载槽，其中所述单一碳质物质加工单元包括(Cl)接收器，用以接收并储存碳质物质；和(C2)研磨机，用以将所述碳质物质研磨成碳质颗粒，所述研磨机与所述接收器连 通；(d) (1)单一换热器单元，用以从来自所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元 的热第一气流中除去热能以产生蒸汽并生成单一冷第一气流，或(2)第一和第二换热器单元，用以从来自所述第一、第二、第三和第四气化反应器 单元的热第一气流中除去热能以产生蒸汽、第一冷第一气流和第二冷第一气流，或(3)第一、第二、第三和第四换热器单元，用以从来自所述第一、第二、第三和第四 气化反应器单元的热第一气流中除去热能以产生蒸汽并生成第一冷第一气流、第二冷第一 气流、第三冷第一气流和第四冷第一气流；(e) (1)当仅存在所述单一换热器单元时，单一酸性气体去除器单元，用以从所述 单一冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫化氢，从而生成 包含来自所述单一冷第一气流的至少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的氢气和任选的 至少一部分一氧化碳的单一酸性气体贫化气流，或(2)当仅存在所述第一和第二换热器单元时，(i)单一酸性气体去除器单元，用以 从所述第一和第二冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫 化氢，从而生成包含来自所述第一和第二冷第一气流的至少相当大部分的甲烷、至少相当 大部分的氢气和任选的至少一部分一氧化碳的单一酸性气体贫化气流，或(ii)第一和第二酸性气体去除器单元，用以从所述第一和第二冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧 化碳和至少相当大部分的硫化氢从而生成第一酸性气体贫化气流和第二酸性气体贫化气 流，其中所述第一和第二酸性气体贫化气流共同包含来自所述第一和第二冷第一气流的至 少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或(3)当存在所述第一、第二、第三和第四换热器单元时，(i)单一酸性气体去除器 单元，用以从所述第一、第二、第三和第四冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和 至少相当大部分的硫化氢从而生成包含来自所述第一、第二、第三和第四冷第一气流的至 少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的氢气和任选的至少一部分一氧化碳的单一酸性气 体贫化气流，或(ii)第一和第二酸性气体去除器单元，用以从所述第一、第二、第三和第四 冷第一气流中除去相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫化氢从而生成第一酸性 气体贫化气流和第二酸性气体贫化气流，其中所述第一和第二酸性气体贫化气流共同包含 来自所述第一、第二、第三和第四冷第一气流的至少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的 氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或(iii)第一、第二、第三和第四酸性气体去除器单 元，用以从所述第一、第二、第三和第四冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和至 少相当大部分的硫化氢从而生成第一酸性气体贫化气流、第二酸性气体本文档来自技高网...
【技术保护点】
由催化的碳质原料产生多种气体的气化体系，所述体系包括： （ａ）第一、第二、第三和第四气化反应器单元，其中各气化反应器单元独立地包括： （Ａ１）反应室，在其中将催化的碳质原料和蒸汽转化为（ｉ）包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和未反应的蒸汽的多种气态产物、（ｉｉ）未反应的碳质粉末和（ｉｉｉ）包括夹带的催化剂的固态炭产物； （Ａ２）进料口，用以供应所述催化的碳质原料到所述反应室； （Ａ３）进汽口，用以供应蒸汽到所述反应室； （Ａ４）热气出口，用以从所述反应室中排出热第一气流，所述热第一气流包含所述多种气态产物； （Ａ５）炭出口，用以从所述反应室中取出所述固态炭产物；和 （Ａ６）粉末去除器单元，用以除去可能夹带在所述热第一气流中的至少相当大部分的未反应的碳质粉末； （ｂ）（１）单一催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的进料口，或 （２）第一和第二催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的进料口；或 （３）第一、第二和第三催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的进料口；或 （４）第一、第二、第三和第四催化剂装载单元，用以供应所述催化的碳质原料到所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的进料口， 其中各催化剂装载单元独立地包括： （Ｂ１）装载槽，用以接收碳质颗粒并将催化剂装载到所述颗粒上以形成所述催化的碳质原料；和 （Ｂ２）干燥器，用以热处理所述催化的碳质原料以降低湿含量； （ｃ）（１）当仅存在所述单一催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单元，用以供应所述碳质颗粒到所述单一催化剂装载单元的装载槽，或 （２）当仅存在所述第一和第二催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单元，用以供应所述碳质颗粒到所述第一和第二催化剂装载单元的装载槽，或 （３）当仅存在所述第一、第二和第三催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单元，用以供应所述碳质颗粒到所述第一、第二和第三催化剂装载单元的装载槽，或 （４）当存在所述第一、第二、第三和第四催化剂装载单元时，单一碳质物质加工单元，用以供应所述碳质颗粒到所述第一、第二、第三和第四催化剂装载单元的装载槽，其中所述单一碳质物质加工单元包括： （Ｃ１）接收器，用以接收并储存碳质物质；和 （Ｃ２）研磨机，用以将所述碳质物质研磨成碳质颗粒，所述研磨机与所述接收器连通； （ｄ）（１）单一换热器单元，用以从来自所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的热第一气流中除去热能以产生蒸汽并生成单一冷第一气流，或 （２）第一和第二换热器单元，用以从来自所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的热第一气流中除去热能以产生蒸汽、第一冷第一气流和第二冷第一气流，或 （３）第一、第二、第三和第四换热器单元，用以从来自所述第一、第二、第三和第四气化反应器单元的热第一气流中除去热能以产生蒸汽并生成第一冷第一气流、第二冷第一气流、第三冷第一气流和第四冷第一气流； （ｅ）（１）当仅存在所述单一换热器单元时，单一酸性气体去除器单元，用以从所述单一冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫化氢，从而生成包含来自所述单一冷第一气流的至少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的氢气和任选的至少一部分一氧化碳的单一酸性气体贫化气流，或 （２）当仅存在所述第一和第二换热器单元时，（ｉ）单一酸性气体去除器单元，用以从所述第一和第二冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫化氢，从而生成包含来自所述第一和第二冷第一气流的至少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的氢气和任选的至少一部分一氧化碳的单一酸性气体贫化气流，或（ｉｉ）第一和第二酸性气体去除器单元，用以从所述第一和第二冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫化氢从而生成第一酸性气体贫化气流和第二酸性气体贫化气流，其中所述第一和第二酸性气体贫化气流共同包含来自所述第一和第二冷第一气流的至少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或 （３）当存在所述第一、第二、第三和第四换热器单元时，（ｉ）单一酸性气体去除器单元，用以从所述第一、第二、第三和第四冷第一气流中除去至少相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫化氢从而生成包含来自所述第一、第二、第三和第四冷第一气流的至少相当大部分的甲烷、至少相当大部分的氢气和任选的至少一部分一氧化碳的单一酸性气体贫化气流，或（ｉｉ）第一和第二酸性气体去除器单元，用以从所述第一、第二、第三和第四冷第一气流中除去相当大部分的二氧化碳和至少相当大部分的硫化氢从而生成第一酸性气体贫化气流和第二酸性气体贫化气流，其中所述第一和第二酸性气体贫...
【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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。