[發明專利]從氣流式氣化過程的原始氣體中進行除塵

有效

• 申請號: 201410375636.4
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104342213B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: F.漢內曼;M.申格尼茨
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: C10J3/84
• 分類號: C10J3/84;C10K1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張曄;胡斌

為了在高達10MPa的壓力以及超過燃料灰分的熔點的溫度下從氣流式氣化的原始氣體中進行除塵，使用一種多級的氣體洗滌系統。第一級由經過改動的急冷系統和后置的、作為吹氣柱工作的清洗筒構成。第二洗滌級由一個或者多個串聯的文氏清洗器構成。第三洗滌級由多個用于洗滌水的高壓噴霧機構、用于以1℃到15℃的幅度對所述原始氣體進行冷卻的、帶有冷凝水形成機構的部分冷凝器以及分離筒構成，所述分離筒配備有清洗底板以及利用塑料涂覆的除霧器。

技術領域

本發明涉及一種多級的原始氣體洗滌系統，所述原始氣體洗滌系統在通過在高達10MPa的壓力下及高達1900℃的溫度下轉換形成灰分、但也形成熔渣（Schlack）的燃料的氣流式氣化設備中獲取富含CO及H₂的原始氣體時，針對顆粒、尤其是精細粉塵具有較高的分離度。

背景技術

“粉狀燃料”是指具有不同的煤化程度的精細磨碎的煤、由生物質構成的粉塵、熱預處理的產物、比如焦炭、通過“焙燒（Torrefaction）”引起的烘干產物（D?rrprodukt）以及由地區的和行業的殘留物和廢物構成的熱值豐富的餾出物。粉狀燃料可以作為氣體-固體懸浮物或者作為液態-固體懸浮物來輸送給氣化設備。如專利文獻DE 4446803和EP0677567所示出的那樣，所述氣化反應器可以設有冷卻罩或者設有耐火的內襯層。在不同的在技術設備中所采用的系統后面，如在DE 19718131中所描述的那樣，在此可以將所述原始氣體和熔融的熔渣分開地或者一起從所述氣化裝置的反應室中排出。對于總體工藝的詳細的描述可以在J. Carl、P. Fritz的文獻《NOELL- KONVERSATIONSVERFAHREN》，EF出版社，1996年，第25-53頁中找到。所述氣流式氣化由于被磨碎成細粉狀的燃料顆粒和在所述氣化室中的較短的反應時間而在所述原始氣體中引起較高的粉塵份額。這種飛塵根據燃料的反應能力而包括煤灰、未轉化的燃料顆粒以及較細的熔渣顆粒及灰分顆粒。顆粒大小在較粗的具有大于0.5mm的直徑的顆粒與較小的具有0.1μm以內的直徑的顆粒之間變化。將顆粒從原始氣體中分開的可分離性取決于這種直徑，不過也取決于其成分。原則上，可以一方面在煤灰與灰分之間并且另一方面與熔渣顆粒之間進行區分，其中一般來說煤灰顆粒更小并且更加難以與所述原始氣體分開。熔渣顆粒具有更高的密度并且由此具有更好的可分離性，但是與此相比則具有更高的硬度以及由此腐蝕的作用。這在分離式分離器（Trennabscheider）及導引原始氣體的管路中引起磨損的加劇，這可能引起與安全相關的泄漏和使用壽命限制。

以往的現有技術在專利文獻DE 10 2005 041 930中并且在文獻《Die Veredelungvon Kohle》，DGMK（德國石油科學及煤化學協會），漢堡，2008年12月的章節“GSP-Verfahren”，第537至553頁中、尤其在插圖4.4.2.4.13和4.4.2.9.1中得到了證明。據此，氣化原始氣體與由燃料灰分構成的熔渣一起在1300℃至1900℃的溫度下被輸送給氣化室，并且在緊接著的急冷室中通過過剩水的噴射來得到冷卻并且被除去熔渣并且以較小的程度被除去一同攜帶的粉塵。進一步的除塵過程在兩個串聯的文氏清洗器中進行，其中第二清洗機具有能夠調節的喉管，用于即使在原始氣體量變化時也能夠將在所述喉管中的速度保持恒定并且由此對于所攜帶的粉塵來說保證保持相同的速度。氣體洗滌設計用于2g/m³i.N.以內的粉塵量并且應該在出口處達到1mg/m³i.N.至3mg/m³i.N.的粉塵量，所述粉塵量對于后置的設備、比如CO轉化設備、合成設備或者燃氣渦輪機的無故障的運行來說是必要的。為了除去精細粉塵、尤其是鹽霧，運行一種部分冷凝器，在所述部分冷凝器中以1℃至15℃的幅度對所述原始氣體進行冷卻，其中所述冷凝水尤其沉淀在鹽粒上并且通過小水滴的分離從所述原始氣體氣流中除去。對于大于2g/m³i.N.的粉塵量來說，這種由兩個文氏管和一個部分冷凝級構成的裝置是有限制的或者是不夠的，并且可能不僅在所述CO轉化設備的進口中導致高得多的粉塵濃度，而且可能在文氏清洗器中導致腐蝕的加劇并且可能進一步在所述部分冷凝器以及后置的系統中導致污染以及閉塞。

發明內容