本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于使碳載體氣化并追加加工所生成的氣體的方法及系統(tǒng)。在此情況下，向氣化器供給碳載體，碳載體借助所流入的氧化劑被氣化。從氣化器的圓頂向外引導(dǎo)所生成的氣體，在形成生鐵的過程中或者在為了制備合成氣體而進行冷卻及洗滌之后，高溫的氣體被用作還原劑。在氣化器內(nèi)，在添加氧化劑的情況下，由再生還原劑、石油焦炭、可回收塑料、廢橡膠和/或煤炭制備含有一氧化碳及氫氣的氣體。含有氧氣的高溫燃燒氣體用于對氣化器進行加熱以及使氣化器運行。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及用于執(zhí)行使碳載體氣化并追加加工所生成的氣體的方法的系統(tǒng)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及用于通過氧化劑使碳載體氣化并追加加工所生成的氣體的方法及系統(tǒng)，在此情況下，向氣化器供給碳載體，碳載體借助所流入的氧化劑被氣化，從氣化器的圓頂(dome)向外引導(dǎo)并冷卻所生成的氣體，而且，在形成生鐵(pig iron)的過程中或者在為了制備合成氣體而進行冷卻及洗滌之后，高溫的氣體被用作還原劑，在此情況下，碳載體為烤制而成(torrefied)的木材生成物、干燥的木材、石油焦炭(petroleum cokes)、無氯的可回收塑料、廢橡膠和/或煤炭，在添加氧化劑的情況下制備含有一氧化碳及氫氣的氣體，而且，在此情況下，含有氧氣的高溫燃燒氣體用于對氣化器進行加熱以及使氣化器運行。
技術(shù)介紹
在(如“魯奇(Lurgi)工藝，南非薩索爾(SADOL)公司”等)氣化系統(tǒng)中，通過氣化器的頭部添加煤炭，通過旋轉(zhuǎn)格柵(r ο tar y gra t e)向氣化器的下端部供給氧氣和水蒸氣的混合物。上述系統(tǒng)在25barg的壓力下運行。煤灰(coal ash)連續(xù)從旋轉(zhuǎn)格柵排出，并通過鎖閉系統(tǒng)(sluice system)排出，未凈化氣體從氣化器的頭部流出。氣化器為雙重組件容器，用在與氣化器的內(nèi)部空間相同的壓力下存在的冷卻水填充氣化器的中間空間。氣化器的熱損失用于形成向氧氣添加并被用作氧化劑的水蒸氣。氣化器頭部內(nèi)的溫度約為極低的300°C，氣體包含量非常多的焦油(tar)、苯酚、灰塵及其他雜質(zhì)。未凈化氣體首先在間接熱交換器內(nèi)被冷卻，接著在濕式洗滌器中被洗滌并被冷卻。對氣體的追加洗滌在-40°C的溫度、甲醇和水的混合物等化學(xué)條件下進行。此時，除硫化氫及其他雜質(zhì)之外，氣體的二氧化碳含量也急劇下降。用于如上所述的氣體洗滌的費用非常昂貴，對環(huán)境的污染則達到僅可在南非采取政治性隔離(political isolat1n)的期間設(shè)置如上所述的系統(tǒng)的程度，屬非常嚴重。對被洗滌的氣體的分析依賴于煤炭的組成，并具有如下典型值=H2占55容積百分比、CO占33容積百分比、CO2占6容積百分比、N2及其他氣體占剩余溶劑百分比。除了需對工業(yè)用水(process water)進行廣泛處理之外，還需對廢水進行生物學(xué)方面的后處理，這是因為廢水除了含有大量焦油及苯酚之外，還含有多種其他毒性及污染環(huán)境的物質(zhì)。雖然在南非持續(xù)開發(fā)了魯奇方法，但并未設(shè)置其他系統(tǒng)。在由煤炭生成氣體的情況下，存在兩種工業(yè)方面的方法，但在上述方法中，氣體為次要生成物，而生鐵為主要生成物。在工業(yè)領(lǐng)域公知的Corex及FINEX等兩種熔融還原煉鐵工藝方法中，借助碳載體提供的熱能中的超過60 %的熱能用于形成生鐵及礦渣(s Iag)，低于40%的熱能在氣體內(nèi)被回收。在兩種方法中，上述系統(tǒng)的核心裝置為熔融氣化器。實際上，僅有將從熔融氣化器產(chǎn)生的去灰塵的高溫氣體被用作還原劑的用于使鐵氧化物被還原成海綿鐵(iron sponge)的反應(yīng)器有所不同。在Corex方法中，鐵氧化物在還原管內(nèi)被還原，在FINEX方法中，鐵氧化物在流動層(fluidized bed)反應(yīng)器內(nèi)被還原。例如，在特許DE3628102A1號及特許EP699107A1號中公開了如上所述的方法。在兩種方法中，為了提供在為了使還原劑、主要通過氣化器的頭部裝入的煤炭及煤磚(coal briquette)氣化并為了使包含已還原的鐵及礦渣形成劑(附加物)的無法被氣化的所有成分熔融的過程中所需要的熱量，作為氧化劑的氧氣通過噴嘴向熔融氣化器內(nèi)部流入。所生成的圓頂氣體在高溫的氣旋風(fēng)器中被預(yù)先冷卻并被去除灰塵之后，在Corex方法中，被引向還原裝置內(nèi)部，而在FINEX方法中，被引向配置于一個葉柵(cascade)內(nèi)的三個流動層反應(yīng)器中的最下部的流動層反應(yīng)器內(nèi)部，在上述還原裝置及流動層反應(yīng)器內(nèi)部，上述所生成的氣體被作將鐵氧化物還原成海綿鐵的還原劑。在兩種方法中，熔融氣化器起到熔爐的下部的功能，還原爐或流動層反應(yīng)器起到熔爐的上部的功能。在EP-A-0014488號、DE-PS2423951.8號、DE-PS2549784.1號、DE-PS3112708.8號及DE-PS3042142號中也公開了用于在流動層氣體發(fā)生器內(nèi)使煤炭氣化的多種方法。在上述所有方法中，使用非常復(fù)雜的工序以及費用非常昂貴的裝置。目前，試圖開發(fā)因在技術(shù)方面存在很難解決的多種問題而被放棄的用于制備氣體的更加簡單的氣化方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于避免上述缺點及難點，開發(fā)不僅可在生成生鐵時使用，而且還可在化學(xué)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生合成氣時以及可在氣體發(fā)電站及蒸汽發(fā)電站產(chǎn)生電力時使用的主要用于由具有低灰比例的可再生的其他碳載體或煤炭制備出氣體的新穎、簡單的方法及裝置。進而，當(dāng)形成生鐵時，可由再生碳載體、可回收塑料及廢橡膠代替化石碳載體的一部分，由此在呈現(xiàn)出經(jīng)濟性的優(yōu)點之外，還呈現(xiàn)出其他多種技術(shù)優(yōu)點。本專利技術(shù)的另一目的在于，開發(fā)比利用再生碳載體的熱能產(chǎn)生電力的情況更有效地被利用的降低二氧化碳對環(huán)境的污染的方法及系統(tǒng)。需通過本專利技術(shù)達到如下效果，使得為了對所生成的氣體進行洗滌及處理工序用水而花費的費用大幅下降，而且還使得為了避免環(huán)境受多種毒性物質(zhì)污染而花費的費用大幅下降，并且，使本專利技術(shù)達到與Corex方法、FINEX方法及利用熔爐形成生鐵的方法等對等的水平。解決問題的手段為了解決上述問題，權(quán)利要求1中闡述了本專利技術(shù)的用于使碳載體氣化并追加加工所生成的氣體的方法，本專利技術(shù)的用于使碳載體氣化并追加加工所生成的氣體的方法的特征在于，在氣化器內(nèi)，在添加向氣化器的多個區(qū)域供給的由氧氣及水蒸氣組成并以被調(diào)整的(controlled)的狀態(tài)混合而成的氧化劑的情況下，由可再生的其他碳載體制備含有一氧化碳及氫氣的氣體。如上所述的再生碳載體還可混合有石油焦炭、可回收塑料或廢橡膠等的其他碳載體。在上述方法的特殊變形例中，煤炭也可被用作碳載體。根據(jù)本專利技術(shù)，在設(shè)置于氣體排出口的管式熱交換器內(nèi)，氣體的冷卻程度達到與上述氣體一同被引導(dǎo)的漿形態(tài)的粒子被凝固的程度，從而避免在后續(xù)裝置中產(chǎn)生沉淀物。根據(jù)本專利技術(shù)，為了對系統(tǒng)進行加熱以及使系統(tǒng)運行，含有氧氣的高溫的燃燒氣體向氣化器內(nèi)部流入。通過使如上所述的氧氣含量低的氣體流入氣化器內(nèi)部，在氣化器內(nèi)存在可燃燒的氣體的情況下，使得可燃燒的氣體以被調(diào)整的狀態(tài)被燃燒，從而消除了氣體爆炸的所有危險性。在穩(wěn)定化腔室內(nèi)的溫度達到碳載體的點火溫度的情況下，才向氣化器供給氧化劑并啟動系統(tǒng)。根據(jù)本專利技術(shù)，在為了制作合成體而使用氣體的情況下，僅使用再生碳載體。在混合其他碳載體的情況下，用于洗滌及處理氣體的費用更加昂貴，工序也更加復(fù)雜。優(yōu)選地，使用烤制而成的木材碎片(chip)或木材碎肩(pellet)、干燥的木材、生物質(zhì)(b1mass)、當(dāng)前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于使碳載體氣化并追加加工所生成的氣體的方法，其特征在于，向氣化器供給碳載體，碳載體借助所流入的氧化劑被氣化，從氣化器的圓頂向外引導(dǎo)所生成的氣體，在形成生鐵的過程中或者在為了制備合成氣體而進行冷卻及洗滌之后，高溫的氣體被用作還原劑，在氣化器內(nèi)，在添加氧化劑的情況下，由再生碳載體、石油焦炭、可回收塑料、廢橡膠和/或煤炭制備含有一氧化碳及氫氣的氣體，含有氧氣的高溫燃燒氣體用于對氣化器進行加熱以及使氣化器運行。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：博格丹·福來提克，博揚·福來提克，
申請(專利權(quán))人：博格丹·福來提克，博揚·福來提克，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE
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