[發明專利]氣化設備和用于對其灰鎖加壓的方法

有效

• 申請號: 201410475459.7
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104449848B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 亨里克·蒂默曼;弗雷德里克·朱達斯
• 申請（專利權）人: 喬治·克勞德方法的研究開發空氣股份有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/34;C10J3/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 沈同全;車文

本發明涉及氣化設備和用于對其灰鎖加壓的方法。氣化設備用于通過氣化固態的含碳的給料例如煤或焦炭來生產合成氣體，該氣化設備包括固定床壓力氣化反應器，該固定床壓力氣化反應器與用于排灰的壓力鎖直接相連，其中，可以用蒸汽對該壓力鎖加壓，并且其中，該設備包括用于向反應器供應氣化蒸汽并且向壓力鎖供應加壓蒸汽的蒸汽發生系統，其中，蒸汽系統被設計成使得它能夠提供具有不同壓力、溫度和過熱程度的蒸汽，每一種蒸汽用作氣化蒸汽或加壓蒸汽。

技術領域

本發明涉及一種氣化設備，該氣化設備通過利用大體由蒸汽和氧氣組成的氣化氣體通過形成固態或部分固態且不可流動的灰來氣化含碳的固態給料例如煤或焦炭，來生產包含一氧化碳和氫氣的合成氣體，該氣化設備包含固定床壓力氣化反應器，該固定床壓力氣化反應器與用于排灰的壓力鎖直接相連，其中，可以用蒸汽對該壓力鎖加壓，并且其中，氣化設備包括蒸汽發生系統，該蒸汽發生系統用于提供蒸汽作為用于生產工藝氣體的氣化蒸汽并且作為對壓力鎖進行加壓的加壓蒸汽。

背景技術

在現有技術中，已經對用于煤的固定床氣化的設備進行了詳細的描述。在許多情況中的中心元件是由一個或更多個魯奇固定床壓力氣化反應器形成的，如在第六版Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，15卷，369頁，圖24和在未經審查的德國專利申請DE 10 2007 048 673 A1中所描述的。

在這樣的反應器中，含碳燃料例如煤或焦炭在固定床中在高壓和高溫下通過添加氧氣和蒸汽而被氣化，以獲得包含一氧化碳和氫氣的產品氣體。作為氣化介質提供的蒸汽的溫度通常是400℃。氣化器的工作壓力通常高達40bar。未處理的合成氣體通常以400到600℃的溫度在化器的上部區域中離開該氣化器。在氣化過程中，得到一種固態或主要為固態且不可流動的灰作為副產品，由于該反應器處于例如40bar的高工作壓力下，所以該副產品經由回轉爐并經由壓力鎖而被從氣化反應器排出。下文中，用于排出灰的壓力鎖被稱為灰鎖。在將灰鎖壓力降低到環境壓力后，實施灰鎖的排空。

為了再一次填充灰鎖，灰鎖最初必須再次被引導至固定床壓力氣化反應器的工作壓力。為了再一次對灰鎖加壓，使用了蒸汽中的部分蒸汽，其被供給到氣化反應器中作為用于氣化加工的氣化蒸汽。關于依據壓力和溫度的蒸汽品質，有必要在對氣化加工和灰鎖操作的需求之間找到平衡點。

為了獲得高的產品氣體產量地操作氣化加工，該蒸汽應以盡可能高的溫度為目標。氣化蒸汽的蒸汽溫度越高，用于實現氣化反應所需的加工溫度的煤消耗量就越低。

另一方面，對于灰鎖，高的蒸汽溫度是不利的，因為它將致使鎖的制造在技術上更昂貴，且因此，比用于鎖的實際任務即收集和排出灰所必要的成本更高。繼而，必須使用耐高溫且昂貴的材料。

發明內容

因此，提供用于對固定床壓力氣化反應器的灰鎖加壓的一種設備和方法已經成為目標，一方面其允許通過使用不昂貴的材料來構造灰鎖。另一方面，應確保上游的氣化反應器的高能效的操作。

根據本發明，所述目標已經被一種設備解決，該設備通過利用大體由作為氣化蒸汽的蒸汽和氧氣構成的工藝氣體通過形成固態的或部分固態的不可流動的灰來氣化固態的含碳的給料例如煤或焦炭，來生產主要包含一氧化碳和氫氣的合成氣體，該設備包括固定床壓力氣化反應器，該固定床壓力氣化反應器與用于排灰的壓力鎖直接相連，其中，能夠用蒸汽對壓力鎖加壓，并且其中，該設備包括用于向反應器供應氣化蒸汽并且用于向壓力鎖供應加壓蒸汽的蒸汽發生系統，所述設備的特征在于，蒸汽發生設備被設計成使得它可以提供具有至少兩種不同的壓力、溫度和過熱程度的蒸汽，每一種作為氣化蒸汽或加壓蒸汽使用。

由于氣化加工和灰鎖加壓的蒸汽供應的分離，可以選擇更有利的也就是更高的蒸汽溫度以用于氣化加工。例如，通過將蒸汽溫度從400℃增加到470℃，生煤的氣化所需要的氧氣被降低了5％。同時，用于達到氣化反應所需的加工溫度的煤消耗量也減小了。