向气流床气化反应器供应含碳燃料的方法技术

本发明专利技术涉及一种向气流床气化反应器供应含碳燃料以在加压及高于灰分的熔化温度的条件下生产含CO、H2及飞灰的气体的方法，其中将所产生的气体输送至进一步的处理阶段，尤其是至少一个合成阶段，此种方法应以成本有利及简单的方式提高液态产物的产量。这通过如下实现，使用由下游处理阶段产生的还含有碳氢化合物和/或氢的废气将燃料气动输送至气流床气化反应器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种向气流床气化反应器供应含碳燃料以在加压及高于灰分的熔化温度的条件下生产含CO、H2及飞灰的气体的方法，其中将所产生的气体输送至进一步的处理阶段，尤其是至少一个合成阶段。
技术介绍
在用含二氧化碳、一氧化碳及氧的气体将微粒状至粉尘状的燃料卸料和输送到处于加压下的气流床气化器内的情况下，在气流床气化器内磨细的或粉尘状(< 0. 5mm)的燃料(例如煤、石油焦、生物废弃物)或低粒子负荷< 50kg/m3)的悬浮形式的燃料与含氧的气化剂于最高达IOMPa的提高的压力下及高于炉渣熔点的温度下反应时，应输入低于化学计量比例的含氧气体，从而产生含一氧化碳的产物气体。在此作为实例提及EP 0 333 991 Al 或 DE 10 2007 020 333 Al。由于燃料原本是处于环境压力，因此必须先经由输入系统将压力升高至高于反应器压力的压力水平，以便计量配料式输送至高压气化反应器的燃烧器。一种有利的方法设计为，将燃料从储存容器输送到锁斗。这些锁斗首先被加压至高于反应器压力的压力水平，以便接着经由输送管线将燃料以密流输送的方式输送到用于气化反应器的燃烧器的始终处于加压的储存容器中。由该储存容器连续地分别将经配料的燃料物流供应给燃烧器。密流输送所需的运输气体是在锁斗的出口处或出口处附近被输入，或是被输入输送管线。然后将排空的锁斗卸压，以便能够在接近大气压力的压力状态下接纳进一步的燃料进料。将卸压气体除尘，并排放到大气中。通常使用来自空气分离设备的氮或是利用二氧化碳来进行卸料。如果要生产贫氮的合成气体或氢和/或C0，则使用二氧化碳。可以在气化后的气体处理过程中获得二氧化碳。通常是将从气化器流出的气体进行除尘及净化，然后进行CO-转化，以根据合成所需的吐/co比例进行调整，或是产生纯氢。 在此将CO及水蒸气转变为CO2。接着将气体冷却、冷凝出水分、然后在洗涤过程中用循环溶剂(例如，MDEa, Genosorb,甲醇)将(X)2洗出。接着在解吸器中通过降压或升温将(X)2从溶剂中分离出来。以此方式获得的气体除了含有CO2外，还含有其他成分，例如H2、C0、N2、甲烷、硫化氢、氩、所使用的溶剂(例如甲醇)的蒸气等，尤其是，CO的含量为例如0.1%。虽然可能的是，在洗涤过程中进一步降低了有害物质的含量，但是耗费(投资成本及操作成本，例如用于蒸气及电力的消耗)随着对纯度要求的提高而快速攀升。DE 10 2007 020 333 Al描述一种用于操作煤尘加压气化的粉尘进给系统的方法，该系统包括储料斗、粉尘进给锁斗及配料容器。由此，向储料斗中输入作为惰性稀释剂 (inertisierungsmittel)及松散剂的经加热的氮，与此相对地，用纯二氧化碳对锁斗施压并输送粉尘。来自锁斗的卸压气体被卸压，然后在过滤器中脱除固体。在此利用重力流将经加压的锁斗排空至配料容器。以上提及的已知解决方案的缺点尤其在于，用于卸料及流化的气体只允许含有低浓度的环境有害物质co』2s、甲醇等，因为这些气体它们会被排放到大气中。容器相互叠置的以重力流为基础的卸料方式，由于构造高度高而很耗费，并且由于堆料的压实而被证实操作不够稳定。尽管有很多不同的方式，但证实非常困难的是，经济地进行使得堆料中的内应力保持足够低的容器加压过程。为了提供一种确保以经济的方式用于向加压气化装置供应燃料的方法，该方法使得来自煤卸料和运输的有害物质排放最小化或完全避免，在申请人等的未公开的DE 10 2009 006 384中提出，将燃料借助特定气体混合物从储存容器输送到锁斗。为了在排放到大气中之前对污染输送气体的有害物质(例如CO、甲烷、硫化氢、所使用的溶剂(例如甲醇)的蒸气等)进行相应的处理，在该申请中建议将二氧化碳与氧混合作为卸料运输气体，并将其催化氧化。经净化的合成气体可用于液态碳氢化合物的合成，例如用于费托合成法或MTG合成法(甲醇至汽油)中，在MTG合成法中，在第一步骤中生产甲醇，在第二步骤将甲醇转变成汽油。这两种方法中都产生主要由碳氢化合物组成的气态副产物。在这两种方法中，对液态产物进行处理都需要氢，例如通过在PSA设备(变压吸附过程)中分离而生产氢，其中产生主要包含CO及压的残余气体。现有的MTG技术将一部分气态副产物非连续地用于MTG催化剂的再生，剩余量被输出。如果MTG反应器的数量较少，则将气体收集在一起，以便在再生期间可以产生足够的热功率。缺点需要收集容器(除了生产以外的其它要求)，碳将以CO2的形式被排放到大气中，而不是被构入反应产物中。此种方法的基本优点(副产物的回输及液态产物产量的提高)是已知的，但是气态副产物的压缩及回输会造成以下的问题一其量对旋转式径向或轴向压缩机而言通常过少，而活塞式压缩机则具有数倍的较高的维修需求；一组成及量波动。因为碳氢化合物具有是氢密度多倍的较高密度(CH4是8倍， C5H12是36倍)，并具有较低的等熵系数，因此混合物的特性及旋转式压缩机的输出压力变化。当氢含量暂时升高并因而气体密度低时，旋转式压缩机提供的压力明显较低，该压力对于将气体进料至气化器而言可能太低；-一部分碳氢化合物在压缩过程中冷凝；一在气化器内需要进料通道，在不存在副产物时必须冲洗该进料通道。
技术实现思路
本专利技术的目的是，成本有利地并以简单的方式提高液态产物的产量。根据本专利技术用开篇所述类型的方法如下实现了上述目的，使用由下游处理阶段产生的还含有碳氢化合物和/或氢的废气将燃料气动输送至气流床气化反应器。本专利技术的其他实施方式由从属权利要求提供。在此，特别是设计为进一步的处理阶段由以下形成co转化阶段、气体净化阶段及第一合成阶段，例如用于甲醇的合成、以及第二合成阶段，例如MTG (甲醇至汽油)阶段，其中回输的气体至少含有1体积％的碳氢化合物和/或1体积％的氢。CN 102549116 A说明书3/4页本专利技术的优点尤其在于，将合成过程(例如甲醇合成及MTG合成)的气态或气化的副产物与二氧化碳(CO2)混合，由此提高气体量，并使气体的特性稳定化，因此可以使用旋转式压缩机。这样选择二氧化碳的量，使得在压缩过程中避免碳氢化合物冷凝。在此，可以使用负载有有害物质的(X)2级分，由此可以取消常规情况所必需的(X)2处理。本专利技术的另一个优点在于，以经压缩的气体混合物取代纯的输送气体来稀释输送入气化器的固体燃料，其中，另外同样也可以利用气体混合物将燃料从锁斗输送到储存容器，其中优选用喷射器将卸压气体回输，以避免释放含H2、Co、及碳氢化合物的气体。本专利技术还设计为，从下游设备回输的气体在压缩前与(X)2混合。在实施方式中还设计为，将在气体处理中获得的主要包含(X)2并包含至少IOppm 的H2S和/或CO的气体混入含有碳氢化合物和/或氢的回输气体中，其中还可设计为，将回输气体至少部分地用于储存容器内的燃料输送，以在储存容器内形成压力，和/或用于使储存容器内的燃料流化。实施方式根据以下描述以及附图对本专利技术的其他优点、细节及特征做进一步的说明。所述附图展示了根据本专利技术的气化方法的示意图。在整体用1表示的设备中，来自储存容器2的粉尘状燃料经由连接管线2c被转移至锁斗3。为了能够容纳燃料，必须首先将锁斗3卸压。将从锁斗流出的气体!Be除尘，并被排放到大气中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：M·黑恩里兹埃德里安，J·考沃尔，S·哈米尔，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯伍德有限公司，
类型：发明
国别省市：