用于氣化固體含碳原料的方法
【專利摘要】一種用于氣化固體含碳原料的方法，例如泥煤、褐煤和硬煤，通過添加含氧氣體和蒸汽將其氣化，其中也將洗滌和冷卻原料氣體的過程中聚集的氣體冷凝物通過已知的方法本身凈化處理，隨后在廢熱鍋爐中蒸發，蒸汽通過熱后燃燒或催化后燃燒的方法凈化，在處理過程中形成的煙道氣中含有的水蒸汽被冷凝出來，該冷凝水在鍋爐給水處理系統中處理并借助于熱后燃燒產生的熱量將其蒸發，蒸汽作為工藝蒸汽提供用于固體原材料的氣化。
【專利說明】用于氣化固體含碳原料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種幾乎不產生廢水的用于氣化固體含碳原料的方法，例如泥煤、褐煤或硬煤，通過添加含氧氣體和蒸汽將其氣化為合成氣體。這里的術語合成氣體意為含有兩種氣體，一種例如用于合成氨氣、甲醇、含氧氣體或費托(Fischer-Tropsch)合成，另一種用作燃氣輪機燃料或民用燃料或遠程煤氣。
【背景技術】
[0002]用于氣化固體含碳原料的方法是已知的。這些方法包括例如魯奇(Lurgi)加壓氣化方法，其在魯奇手冊，2.1章，1970版，魯奇公司協會，法蘭克福(LURGI HANDBUCH,chapter2.1, editionl970, Lurgi Gesellschaften, Frankfurt am Main)中有大體描述。
[0003]這些方法的一個重要部分是處理在冷卻和洗滌生成的原料氣體的過程中，在碳烴化合物中富集的含水冷凝物。在烏爾曼工業化學百科全書，第4版(1974)，第14卷，第6 章(Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie,4th edition(1974), Vol.14,chapter6)中，有對這種冷凝物進行處理的大體描述。主要的處理步驟為首先從冷凝物去除懸浮的固體例如煤煙、煤和煤灰以及乳化的焦油和石油。然后，將冷凝物脫酚，隨后去除氨和硫。經純化的冷凝物隨之在生物凈化廠進一步凈化至如下程度，其可按廢水處理或像DE1A1中描述的那樣，用于冷卻塔水。
[0004]截至目前為止已知的現`有技術中，缺陷在于處理冷凝物總會產生廢水，廢水必須從氣化過程中放出，盡管經過上述凈化處理但在排放或使用過程中經常仍含有雜質，從而導致環境損害和/或例如冷卻塔運行過程中的損傷。
[0005]因此，本發明的目的在于提供一種氣化方法可以避免上述缺陷。
【發明內容】
[0006]通過具有權利要求1特征的方法大體解決本發明的目的。
[0007]根據本發明的方法，其特征在于，通過將至少部分來自于冷卻和洗滌原料氣體過程中的冷凝物作為生產氣體進料至氣化反應器，減少氣化過程要排放的大量廢水。在極端的情況下，該氣化方法的結果是完全沒有廢水。
[0008]根據本發明的方法包括以下方法步驟:
[0009]根據已知的方法本身，優選魯奇加壓氣化方法，通過添加含氧氣體和蒸汽將固體含碳原料例如泥煤、褐煤或硬煤在氣化反應器中氣化。在至少一個洗滌冷卻器中，借助于水并且通過產生冷凝物，冷卻并洗滌離開氣化反應器的原料氣體。隨后，在廢熱鍋爐中通過間接熱交換將原料氣體冷卻，其中從原料氣體中獲得的熱量用于產生蒸汽。來自熱鍋爐的原料氣體繼續進一步處理，其不限于本發明的范圍，其中最終獲得含有氧化碳和氫氣的凈化合成氣體。
[0010]從在冷卻和洗滌原料氣體時獲得的冷凝物中分離含在其中的懸浮固體以及乳化焦油和石油。在多數情況下，分離受重力或離心力影響，一般而言也可采用篩分或過濾方法。
[0011]隨后經凈化的冷凝物在廢熱鍋爐中通過間接熱交換被蒸發。由此得到的蒸汽中包含的有機組分借助于熱后燃燒設備或催化后燃燒設備基本上轉化為蒸汽和二氧化碳。
[0012]后燃燒的煙道氣中含有的蒸汽被冷凝出來，冷凝物經處理作為設備的鍋爐給水。技術人員可挑選熟知的步驟處理鍋爐給水，即例如對水的熱脫氣和/或化學脫氣以及軟化和添加其它調節劑。處理中得到的水排放至蒸汽發生器而得到的蒸汽作為工藝蒸汽進入氣化反應器。由于氣化反應器中添加的水與含碳原料生成合成氣組分的凈轉化受到影響，通常必須為氣化反應器提供額外的由新鮮水制備的蒸汽流，從而滿足氣化反應的蒸汽需要。
[0013]在本發明的有利方面中，在固體例如焦油和石油分離出來之后，通過已知的方法從冷凝物中去除有機組分，例如苯酚，以及氨和硫。這樣，一方面獲得了有用的物質例如苯酚和氨，另一方面這些物質在隨后冷凝物在廢熱鍋爐的蒸發過程中不再導致換熱器表面的污染。
[0014]在本發明的其它有利方面中，在蒸汽的熱后燃燒或催化后燃燒過程產生的熱量用于生成工藝蒸汽。這樣，可以減少用于生成蒸汽的化石燃料的消耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]本發明其它改良、優勢和可能的應用可從以下示例性實施例和附圖的描述中得出。本發明本身描述和/或圖示的所有特征或任何組合，獨立于權利要求或其引用權利要求包含的范圍。
[0016]圖1示出了根據本發明的方法的優選方面。
【具體實施方式】
[0017]在氣體發生器(I)中，通過添加氧氣(3)和作為工藝蒸汽(4)的蒸汽，將固體燃料
(2)，例如泥煤、褐煤或硬煤氣化。經由管道(5)，生成的原料氣體離開氣體發生器(I)并被引入洗滌冷卻器(6)，在洗滌冷卻器(6)中原料氣體與含水洗液接觸。在處理過程中，氣體中的雜質被洗液吸收。經由管道(7)的氣體冷凝物和經由管道(9)的氣體被轉移至廢熱鍋爐(8)。在廢熱鍋爐(8)中，氣體通過間接熱交換被冷卻，并且蒸汽，主要是水蒸汽被冷凝出所謂的氣體冷凝物。經由管道(10)，部分氣體冷凝物再循環至洗滌冷卻器出)。經由管道(11)，氣體離開廢熱鍋爐(8)，通過另一個冷凝器(12)并經由管道(13)被排放用于其它用途。經由管道(14)和(15)，在廢熱鍋爐(8)和冷凝器(12)中形成的每一種氣體冷凝物被轉送至處理器(16)。在這里開始機械地去除懸浮固體，例如煤煙、煤、煤灰以及乳化焦油和乳化石油。隨后，通過萃取或吸附從氣體冷凝物中分離溶解的有機物，例如苯酚，繼而通過蒸餾分離揮發性組分，例如NH3、CO2, H2S和HCN。物流(17)表示從氣體冷凝物中分離的物質。由此經由管道(18)，凈化后的氣體冷凝物被引入在殼體側上的廢熱鍋爐中并在那里通過用從氣體中獲取的熱量蒸發該冷凝物。經由管道(19)，由此獲得的蒸汽被供給用于熱后燃燒和蒸汽產生的設備(20)，其中通過使用燃料和氧氣(21)，存在于蒸汽中的有機雜質被氧化。經由管道(22)，從熱后燃燒器(20)中獲得的煙道氣被供給冷凝器(23)，其中煙道氣中含有的蒸汽被冷凝出來。煙道氣中的剩余組分經由管道(24)被排放至環境中。經由管道(25)，冷凝水進入鍋爐給水處理器(26)。如果需要，新鮮水和處理過程所需的聚集體經由流(27)提供給設備。流(28)表示從水中分離的和從處理設備排放出來的物質。從這里經由管道(29)，經過進入用于熱后燃燒的設備(20)的管道供給經處理的冷凝水并借助于由熱后燃燒獲得的熱量蒸發該經處理的冷凝水。由此經由管道(4)，產生的蒸汽作為生產蒸汽提供給氣體發生器(I)。
[0018]工業實用性
[0019]由此本發明提供了一種通過氣化固體含碳原料生產合成氣體的經濟方法，通過產生特別少的廢水就可 執行該方法。
[0020]附圖標記列表
[0021](I)氣體發生器
[0022](2)固體燃料
[0023](3)氧氣
[0024](4)工藝蒸汽
[0025](5)原料氣體(管道)
[0026](6)洗滌冷卻器
[0027](7)氣體冷凝物(管道)
[0028](8)廢熱鍋爐
[0029](9)在洗滌冷卻器中處理的氣體(管道)
[0030](10)再循環氣體冷凝物(管道)
[0031](11)氣體(管道)
[0032](12)冷凝器
[0033](13)待使用的氣體(管道)
[0034](14)氣體冷凝物(管道)
[0035](15)氣體冷凝物(管道)
[0036](16)氣體冷凝物處理器
[0037](17)分離的雜質和副產物
[0038](18)處理后的氣體冷凝物(管道)
[0039](19)蒸發的氣體冷凝物(管道)
[0040](20)熱后燃燒和蒸汽產生的設備
[0041](21)燃料和氧氣
[0042](22)煙道氣(管道)
[0043](23)冷凝器
[0044](24)排放至環境中的煙道氣(管道)
[0045](25)冷凝水(管道)
[0046](26)鍋爐給水處理器
[0047](27)新鮮水和聚集體
[0048](28)排放的物質
[0049](29)處理后的冷凝水(管道)
【權利要求】
1.一種用于通過將固體含碳原料氣化來生產合成氣體的方法，所述合成氣體含有氧化碳和氫氣，通過添加含氧氣體和蒸汽作為氣化介質來將固體含碳原料氣化，所述方法包括以下方法步驟： a)在氣化反應器中氣化所述原料，其中獲得合成氣體的原料氣體流， b)在至少一個洗滌冷卻器中借助于通過生成第一冷凝物導致的水來冷卻和洗滌離開所述氣化反應器的所述合成氣體的原料氣體， c)與在至少一個廢熱鍋爐中生成蒸汽相協作地通過間接熱交換來冷卻所述合成氣體的原料氣體，并將所述合成氣體的原料氣體運送至進一步的處理， d)從在方法步驟b)中獲得的所述第一冷凝物中分離懸浮固體和乳化焦油以及石油，其中獲得了凈化的第二冷凝物， e)蒸發從方法步驟d)中獲得的所述第二冷凝物并將得到的蒸汽提供給熱后燃燒或催化后燃燒， f)從所述后燃燒的煙道氣中將蒸汽冷凝出來，其中獲得從有機雜質釋放的第三冷凝物， g)將所述第三冷凝物處理成鍋爐給水， h)通過獲得蒸汽來蒸發所述鍋爐給水， i)將所述蒸汽進給至步驟a)提到的所述氣化反應器。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步驟d)中的處理之后，在將所述冷凝物提供給步驟e)之前，從所述冷凝物中分離溶解的副產物，例如苯酚，其他有機組分和/或氨。
3.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，在所述后燃燒期間產生的熱用于方法步驟h)中的蒸汽生成。
【文檔編號】C10J3/62GK103502399SQ201280021271
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年1月21日 優先權日:2011年5月2日
【發明者】格哈德·施密特, 魯多夫·W·普拉斯 申請人:魯奇有限責任公司