[發(fā)明專利]用于生產(chǎn)用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的合成氣體的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710120064.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN107151568A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.朱德克斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科普夫合成氣有限兩合公司
• 主分類號(hào): C10J3/56
• 分類號(hào): C10J3/56;C10J3/66;C10J3/82
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 楊國治,張昱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于由有機(jī)固體燃料生產(chǎn)用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的合成氣體的方法和裝置，所述固體燃料在熱解反應(yīng)器中在沒有氧引入的情況下分解成熱解產(chǎn)物，其中，接著所有熱解產(chǎn)物從所述熱解反應(yīng)器中從下方引入給另外的反應(yīng)器，其中，在所述另外的反應(yīng)器中所產(chǎn)生的合成氣體從所述另外的反應(yīng)器中取出作為產(chǎn)物氣體并且直接或間接引入給所述內(nèi)燃機(jī)，并且其中，所述熱解反應(yīng)器以至少一個(gè)用于輸送所述固體燃料的熱解蝸桿來運(yùn)行。

背景技術(shù)

例如由DE 10 2010 012 487 A1已知這樣的方法以及相應(yīng)的裝置。

為了能量轉(zhuǎn)變已知的是氣化固體燃料。為了運(yùn)行相應(yīng)的氣化設(shè)備，在此所使用的固體燃料、尤其在有機(jī)固體燃料的情況下的不同的性質(zhì)已經(jīng)被證明為關(guān)鍵的。這例如涉及焦油的形成或由焦油所產(chǎn)生的產(chǎn)物的純化、所使用的燃料的灰熔化特性、氣化過程中灰的產(chǎn)生和特性、雜質(zhì)（St?rstoffe）如H₂S、COS、NH₃和HCN以及與焦油相關(guān)聯(lián)的灰塵的產(chǎn)生。

在熱地使用固體燃料時(shí)僅須考慮排放物極限值，而在燃?xì)鉁u輪機(jī)中使用所產(chǎn)生的合成氣體（例如以用于電流產(chǎn)生）方面的要求顯著較高。

例如在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式的使用方面在所產(chǎn)生的合成氣體中的高焦油含量可能導(dǎo)致后置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生損傷。

雖然應(yīng)用生物廢料如淤泥已出于環(huán)境保護(hù)和耐久性的原因而高度地被期望，但是正是在此對(duì)于通過氣化的應(yīng)用而言產(chǎn)生特別的挑戰(zhàn)。

淤泥通常具有高的灰份額以及低的灰熔化溫度。因此例如由于灰熔點(diǎn)而通常不可能的是，設(shè)置有在固體燃料如淤泥的情況下在所述氣化設(shè)備中通過高溫來對(duì)焦油進(jìn)行二次處理，以便避免在氣化期間不期望的殘?jiān)纬伞?/p>

在由WO 2011/110 138 A1已知的、用于生產(chǎn)合成氣體的方法和所屬的裝置中使用植物油或柴油用于對(duì)焦油的合成氣體進(jìn)行二次純化。在此描述用于由有機(jī)固體燃料生產(chǎn)用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的合成氣體的裝置，所述固體燃料在熱解反應(yīng)器中在沒有氧引入的情況下分解成熱解油、熱解焦炭和熱解氣體，其中，接著將所述熱解油以及所述熱解焦炭引入給流化床反應(yīng)器（Wirbelschicht-Reaktor），所述流化床反應(yīng)器借助于以高于所述流化床反應(yīng)器的流化床的床料的最小松散速度的速度的空氣引入來流化，并且其中，在所述流化床反應(yīng)器中所產(chǎn)生的合成氣體從所述流化床反應(yīng)器中取出作為產(chǎn)物氣體并且直接或間接引入給所述內(nèi)燃機(jī)。所述熱解氣體在使用之前以例如RME來洗滌。然而，這時(shí)而導(dǎo)致洗滌劑的皂化，一旦使用富堿燃料的話。

此外在現(xiàn)有技術(shù)中嘗試，已經(jīng)避免焦油的形成，來代替隨后去除焦油。為此例如在DE 10 2007 012 452 A1和DE 10 2010 018 197 A1提出，將熱解或熱分解前置于本來的氣化過程作為預(yù)氣化。然而在該處描述的過程尤其適用于具有低灰份額以及低灰密度（Aschedichte）的燃料，因?yàn)榛覊m作為飛灰離開所述反應(yīng)器。

在WO 02/004 574 A1中提出在使用對(duì)流固定床熱解情況下的方法。包含在熱解氣體中的焦油為了裂化而被導(dǎo)引通過熱焦炭床。在另一步驟中使所述焦炭在流化床中燃燒并且熱灰的一部分添加給焦炭床。然而需要水蒸氣產(chǎn)生器，由此整個(gè)過程變得更復(fù)雜并且成本更高。同樣，水蒸氣與焦油的必要的反應(yīng)比與空氣的反應(yīng)進(jìn)行地明顯慢以及有時(shí)候進(jìn)行得不完全。

在WO 2010/015 593 A2中描述如下過程，在所述過程中，在與水蒸氣的異熱的第一氣化中在流化床中借助于燃燒器將揮發(fā)性元素從燃料中除去并且在后置的過程中將來自所述第一過程的焦炭以自熱的方式進(jìn)行氣化。來自所述過程的兩個(gè)氣體流被聚集在一起并且共同進(jìn)一步被處理。雖然在此能夠較簡(jiǎn)單地進(jìn)行過程控制，然而需要蒸氣鍋和附加的燃燒器能量，以便將異熱的第一過程保持運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，未設(shè)置有最初的焦油減少，只要來自所述第一過程的氣體不能與空氣再反應(yīng)和/或與焦炭床到達(dá)密集的（intensiven）接觸。

在已經(jīng)引用的WO 2011/110 138 A1中也提出兩階段過程。燃料在轉(zhuǎn)動(dòng)管中被熱解，然后被分成焦炭和氣體并且所述焦炭在流化床中被氣化。該過程在技術(shù)上難以操作，因?yàn)樵跓岬膫?cè)上需要進(jìn)行氣體-固體物質(zhì)分離。在該方法中從所述焦炭獲取的合成氣體應(yīng)該接著又與熱解氣體混合。在此不利的是，必須非常準(zhǔn)確地控制壓力比。另外的問題由筒或轉(zhuǎn)動(dòng)管的使用來產(chǎn)生，因?yàn)樗鐾不蜣D(zhuǎn)動(dòng)管根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不能承受住高壓。也不利的是，在該方法中所使用的排氣式通風(fēng)機(jī)僅具有短的預(yù)期壽命。由于在所述裝置中的負(fù)壓此外導(dǎo)致空氣的輸入，由此可能產(chǎn)生不受控制的爆炸區(qū)。