BR112014001781B1

BR112014001781B1 - sistema configurado para a produção de pelo menos um produto

Info

Publication number: BR112014001781B1
Application number: BR112014001781-6A
Authority: BR
Inventors: Weibin Jiang; Bruce Mccomish; Bryan C. Borum; Benjamin Carryer; Mark Ibsen; Mark Robertson; Eric Elrod; Sim Weeks; Harold A. Wright
Original assignee: Rentech, Inc
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2021-03-09
Also published as: US9314763B2; BR112014001773A2; EP2737032A4; WO2013016705A2; US20130025281A1; BR112014001781A2; ZA201309750B; WO2013016705A3; EP2737033A4; WO2013016704A3; WO2013016704A2; CA2843040A1; EP2737032A2; WO2013016702A3; CA2842096C; CA2842096A1; BR112014001775A2; BR112014001765A2; CA2842079C; BR112014001851B1

Abstract

SISTEMA CONFIGURADO PARA A PRODUÇÃO DE PELO MENOS UM PRODUTO É descrito um sistema configurado para a produção de pelo menos um produto selecionado do grupo consistindo em gás de síntese, produtos de síntese Fischer-Tropsch, energia, e produtos químicos, o sistema compreendendo um aparelho de gaseificação de leito fluidizado duplo e pelo menos um aparelho selecionado de aparelho de produção de energia configurado para produzir energia a partir do gás produto da gaseificação, reatores de oxidação parcial configurados para oxidação de pelo menos uma porção do gás produto, aparelho de remoção de alcatrão configurado para reduzir a quantidade de alcatrão no gás produto, aparelho de síntese Fischer- Tropsch configurado para produzir produtos de síntese Fischer-Tropsch a partir de pelo menos uma porção do gás produto, aparelho de produção de produtos químicos configurado para a produção de pelo menos um produto não Fischer-Tropsch de pelo menos uma porção do gás produto, e unidades de gaseificação de leito fluidizado duplo configuradas para alterar a composição do gás produto. São também providos métodos de operar o sistema.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo da invenção

[0001] Esta revelação diz respeito no geral ao campo de gaseificação. Mais especificamente, a revelação diz respeito a um sistema e método para a produção de gás de síntese por meio de gaseificação de materiais carbonáceos. Ainda mais especificamente, o sistema e método revelados são adequados para a produção de gás de síntese para uso na síntese Fischer- Tropsch de hidrocarbonetos, na produção de energia, na produção de produtos químicos/combustíveis não Fischer-Tropsch, ou uma combinação destes.

Fundamentos da Invenção

[0002] Gaseificação é utilizada para produzir gás de processo adequado para a produção de vários produtos químicos, para a produção de hidrocarbonetos líquidos Fischer-Tropsch, e para a produção de energia. Muitos materiais de alimentação servem como fontes carbonáceas para gaseificação, incluindo, por exemplo, casca de árvore picada, cavacos de madeira, serragem, lamas (por exemplo, lama de esgoto), lixo sólido municipal, RDF, e uma variedade de outros materiais carbonáceos.

[0003] Síntese Fischer-Tropsch (FT) representa um método catalítico para a criação de combustíveis líquidos sintéticos. A reação ocorre pela catálise de metal de uma reação exotérmica entre monóxido de carbono e gás hidrogênio em misturas conhecidas como gás de síntese, ou “syngas”. O produto líquido da reação é tipicamente refinado para produzir uma gama de combustíveis sintéticos, lubrificantes e ceras. Os metais primários utilizados como catalisadores são cobalto e ferro. Prover gás de síntese com uma razão molar desejada de hidrogênio para monóxido de carbono é necessário para produção econômica de produtos de síntese Fischer-Tropsch.

[0004] Existe uma necessidade na técnica de sistemas e métodos de gaseificação melhorados, por meio dos quais materiais (que podem ser no geral considerados lixo) podem ser convertidos em gás adequado para a produção de energia e/ou para a produção de vários produtos químicos e/ou combustíveis (incluindo, sem limitações, produtos de síntese Fischer- Tropsch).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] É aqui revelado um sistema configurado para a produção de pelo menos um produto selecionado do grupo consistindo em gás de síntese, produtos de síntese Fischer-Tropsch, energia, e produtos químicos, o sistema compreendendo: um aparelho de gaseificação de leito fluidizado duplo incluindo um gaseificador e um combustor, em que o combustor é configurado para aquecer um material de transferência de calor particulado, produzindo assim um gás de descarte do combustor; e em que o gaseificador é configurado para receber o material de transferência de calor particulado aquecido e uma carga de alimentação carbonácea, por meio do que o material de transferência de calor particulado aquecido fornece calor para gaseificação endotérmica da carga de alimentação carbonácea, produzindo assim um gás produto da gaseificação compreendendo hidrogênio e monóxido de carbono; e pelo menos um aparelho selecionado do grupo consistindo em aparelho de produção de energia configurado para produzir energia a partir de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, reatores de oxidação parcial configurados para oxidação de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, aparelho de remoção de alcatrão configurado para reduzir a quantidade de alcatrão no gás produto da gaseificação, aparelho de síntese Fischer-Tropsch configurado para produzir produtos de síntese Fischer- Tropsch a partir de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, aparelho de produção de produtos químicos configurado para a produção de pelo menos um produto não Fischer-Tropsch a partir de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, e unidades de gaseificação de leito fluidizado duplo configuradas para alterar a composição de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação.

[0006] Em modalidades, o sistema compreende aparelho de síntese Fischer-Tropsch. O aparelho de síntese Fischer-Tropsch pode ser operável com um catalisador Fischer-Tropsch a base de ferro; e (a) o aparelho de gaseificação de leito fluidizado duplo é operável para prover um gás produto da gaseificação com uma razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono que é na faixa de cerca de 0,5:1 a cerca de 1,5:1, (b) o sistema compreende adicionalmente aparelho configurado para ajustar a razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono em pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação em um valor na faixa de cerca de 0,5:1 a cerca de 1,5:1, ou tanto (a) quanto (b). Em modalidades, o aparelho de síntese Fischer- Tropsch é operável com um catalisador Fischer-Tropsch a base de cobalto; e (a) o aparelho de gaseificação de leito fluidizado duplo é operável para prover um gás produto da gaseificação com uma razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono na faixa de cerca de 1,5:1 a cerca de 2,5:1, (b) o sistema compreende adicionalmente aparelho configurado para ajustar a razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono em pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação em um valor na faixa de cerca de 1,5:1 a cerca de 2,5:1, ou tanto (a) quanto (b). O aparelho de síntese Fischer-Tropsch pode compreender pelo menos um reator de síntese Fischer-Tropsch configurado para produzir produtos de síntese Fischer-Tropsch não gasosos a partir de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação. O reator de síntese Fischer-Tropsch pode ser adicionalmente operável para prover um gás residual de processo um Fischer-Tropsch. Em tais modalidades, o sistema pode compreender adicionalmente uma linha de reciclagem por meio da qual pelo menos uma porção do gás residual de processo Fischer-Tropsch pode ser introduzido no aparelho de gaseificação de leito fluidizado duplo. Em modalidades, pelo menos uma porção do gás residual de processo Fischer- Tropsch é introduzido em um componente do sistema selecionado do grupo consistindo em o combustor, o gaseificador, e potes de vedação configurados para impedir refluxo de material do combustor ou do gaseificador.

[0007] O sistema pode compreender aparelho de produção de energia. O aparelho de produção de energia pode compreender uma turbina de gás.

[0008] Em modalidades, o sistema compreende um aparelho de síntese Fischer-Tropsch compreendendo um separador sólido/líquido configurado para separar um produto catalisador usado compreendendo catalisador Fischer-Tropsch e produto da síntese Fischer-Tropsch dos produtos de síntese Fischer-Tropsch não gasosos. Um sistema como este pode compreender adicionalmente uma ou mais linhas de reciclagem configuradas para introduzir pelo menos uma porção do produto catalisador usado no aparelho de gaseificação de leito fluidizado duplo. O sistema pode compreender pelo menos uma linha de reciclagem selecionada do grupo consistindo em linhas de reciclagem conectando fluidicamente o separador sólido/líquido com o combustor, por meio do que o produto catalisador usado pode ser introduzido no combustor para uso como combustível; e linhas de reciclagem conectando fluidicamente o separador sólido/líquido com o gaseificador, por meio do que gás produto adicional pode ser produzido via gaseificação de pelo menos uma porção do produto catalisador usado.

[0009] Em modalidades, o gaseificador é configurado para converter pelo menos uma porção da carga de alimentação carbonácea em carvão animal e o sistema é configurado para transferência do carvão animal para fora do gaseificador. Em modalidades, o sistema é configurado para transferência pelo menos uma porção do carvão animal para o combustor, e o combustor é configurado para queimar o carvão animal para fornecer pelo menos uma porção do calor para aquecer o material de transferência de calor particulado. Em modalidades, o combustor é configurado para operação substancialmente sem combustível além do carvão animal. Em modalidades, o combustor é configurado para operação com um combustível suplementar selecionado do grupo consistindo em alcatrão, cera Fischer-Tropsch, gás residual de processo Fischer-Tropsch, gás residual de processo melhorador da qualidade, resíduos de tanque de refinaria, óleo combustível pesado, óleo combustível líquido, e combinações destes.

[00010] Em modalidades, o sistema compreende um aparelho de remoção de alcatrão, e o combustível suplementar para o combustor compreende alcatrão removido por meio do aparelho de remoção de alcatrão. Em modalidades, o sistema compreende um aparelho de remoção de alcatrão, e o sistema compreende adicionalmente pelo menos uma linha de reciclagem selecionada do grupo consistindo em linhas de reciclagem fluidicamente conectando o aparelho de remoção de alcatrão com o combustor, por meio do que pelo menos uma porção do alcatrão removido por meio do aparelho de remoção de alcatrão pode ser queimada para aquecer o material de transferência de calor particulado; e linhas de reciclagem fluidicamente conectando o aparelho de remoção de alcatrão com o gaseificador, por meio do que pelo menos uma porção do alcatrão removido por meio do aparelho de remoção de alcatrão pode ser gaseificada para fornecer gás produto da gaseificação adicional.

[00011] Em modalidades, o sistema compreende aparelho de síntese Fischer-Tropsch e o combustível suplementar para o combustor compreende gás residual de processo Fischer-Tropsch, cera Fischer-Tropsch (por exemplo, produtos FT líquidos), ou ambos produzidos no aparelho de síntese Fischer- Tropsch.

[00012] Em modalidades, o sistema compreende aparelho de síntese Fischer-Tropsch e aparelho de melhoria da qualidade localizado à jusante do aparelho de síntese Fischer-Tropsch, e o combustível suplementar para o combustor compreende gases residuais de processo melhoradores da qualidade produzidos no aparelho de melhoria da qualidade.

[00013] Em modalidades, o gaseificador é configurado para operação em um gaseificador pressão e o combustor é configurado para operação a uma pressão do combustor na faixa de cerca de 0 kPa man. até uma pressão que é pelo menos 13.78951 kPa man. menor que a pressão do gaseificador.

[00014] Em modalidades, o gaseificador é configurado para prover um produto aprisionado compreendendo material de transferência de calor particulado aprisionado no gás produto da gaseificação, e o sistema compreende pelo menos um separador de particulado selecionado do grupo consistindo em separadores de particulado do gaseificador configurados para separar gás produto da gaseificação do produto aprisionado; e separadores de particulado do combustor configurados para separar material de transferência de calor particulado aquecido do gás de descarte do combustor. Um sistema como este pode compreender adicionalmente pelo menos um expansor à jusante de pelo menos um separador de particulado do combustor. O sistema pode compreender adicionalmente aparelho de recuperação de calor à jusante do pelo menos um expansor. O sistema pode compreender pelo menos um separador de particulado do combustor que é um ciclone, e o pelo menos um ciclone do combustor pode ser operável a uma velocidade superficial na faixa de cerca de 21,34 a cerca de 25,91 m/s.

[00015] Em modalidades, o sistema compreende (a) pelo menos um separador de particulado do gaseificador primário configurado para separar material de transferência de calor particulado do produto aprisionado, provendo assim um produto baixo particulado compreendendo cinza, e pelo menos um separador de particulado do gaseificador secundário configurado para separar material de transferência de calor particulado do produto baixo particulado, (b) pelo menos um separador de particulado do combustor primário configurado para separar material de transferência de calor particulado do gás de descarte, provendo assim um gás de descarte baixo particulado compreendendo cinza, e pelo menos um separador de particulado do combustor secundário configurado para separar material de transferência de calor particulado do gás de descarte baixo particulado; ou tanto (a) quanto (b). Um sistema como este pode ser configurado para introdução dos materiais particulados separados do separador de particulado do gaseificador primário, do separador de particulado do gaseificador secundário, ou de ambos, no combustor para aquecimento nele e/ou pode compreender adicionalmente um sistema de lavagem à jusante do separador de particulado do gaseificador secundário, um sistema de lavagem à jusante do separador de particulado do combustor secundário, ou ambos, em que o sistema de lavagem é configurado para lavar enxofre de um gás introduzido nele, por meio de seu contato com um líquido compreendendo pelo menos uma porção da cinza. Em modalidades, o pelo menos um separador de particulado do gaseificador primário, o pelo menos um separador de particulado do combustor primário, ou ambos, é configurado para remoção de mais que 99, 99,9 ou 99,98 porcento em peso do material de transferência de calor particulado de um gás introduzido nele. Em modalidades, o pelo menos um separador de particulado do gaseificador secundário, o pelo menos um separador de particulado do combustor secundário, ou ambos, é configurado para remoção de mais que cerca de 60, 70, 80, 85 ou 90 porcento em peso da cinza de um gás introduzido nele.

[00016] Várias modalidades do sistema compreendem um ou mais aparelhos de recuperação de calor configurados para recuperação de calor do gás produto da gaseificação, do gás de descarte do combustor, ou de ambos, do gás produto da gaseificação e do gás de descarte do combustor. Em modalidades, o sistema compreende aparelho de remoção de alcatrão, e aparelho de recuperação de calor configurado para utilização do calor do gás produto da gaseificação, em que o aparelho de recuperação de calor é configurado para reduzir a temperatura do gás produto da gaseificação a não menos que cerca de 427 °C, 371 °C ou 316 °C à montante do aparelho de remoção de alcatrão. O pelo menos um aparelho de recuperação de calor pode compreender pelo menos um componente selecionado do grupo consistindo em pré-aquecedores de ar, pré-aquecedores da água de alimentação da caldeira, superaquecedores de vapor, caldeiras de calor residual, superaquecedores de calor residual e economizadores. Em modalidades, o sistema compreende um ar pré-aquecedor de ar configurado para recuperar calor do gás produto da gaseificação e introduzir ar aquecido no combustor. Em modalidades, o sistema compreende (a) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à jusante do pelo menos um separador de particulado do gaseificador primário, (b) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à jusante do pelo menos um separador de particulado do combustor primário, ou tanto (a) quanto (b). Em modalidades, o sistema compreende (a) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à montante do pelo menos um separador de particulado do gaseificador secundário, (b) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à montante do pelo menos um separador de particulado do combustor secundário, ou tanto (a) quanto (b). Em modalidades, o sistema compreende pelo menos um secundário separador de particulado localizado à jusante do pelo menos um aparelho de recuperação de calor e operável a uma temperatura menor que cerca de 204 °C.

[00017] Em modalidades, o sistema compreende aparelho de recuperação de calor à jusante de pelo menos um separador de particulado. Em modalidades, o sistema compreende pelo menos um aparelho de vedação selecionado de potes de vedação e válvulas configurados para impedir refluxo de material do combustor para o pelo menos um separador de particulado do gaseificador ou do gaseificador para o pelo menos um separador de particulado do combustor. A válvula pode ser selecionada de válvulas J e válvulas L. Em modalidades, o sistema compreende uma válvula J configurada para impedir refluxo de material do gaseificador para o pelo menos um separador de particulado do combustor. Em modalidades, o sistema compreende pelo menos um pote de vedação selecionado de potes de vedação do combustor configurados para impedir refluxo de material do combustor para o pelo menos um separador de particulado do gaseificador e potes de vedação do gaseificador configurados para impedir refluxo de material do gaseificador no pelo menos um separador de particulado do combustor. O pelo menos um pote de vedação pode ser configurado para operação a uma velocidade de fluidização mínima maior que cerca de 0,06 m/s. O pelo menos um pote de vedação pode ser configurado para operação a uma velocidade de fluidização mínima maior que cerca de 0,46 m/s. A queda de pressão através do pelo menos um pote de vedação pode ser pelo menos 13.78951 kPa man., e/ou menor que cerca de 137.8951 kPa man. Em modalidades, o pelo menos um separador de particulado compreende uma perna estendendo-se da sua base, ou de perto dela, e a perna estende-se uma distância ao interior do pelo menos um pote de vedação a partir de seu topo, ou perto deste. O pelo menos um pote de vedação pode compreender um distribuidor e a perna do pelo menos um separador de particulado pode estender-se a uma distância não menos que cerca de 25,4, 27,94, 30,48, 33,02, 35,56, 38,1, 40,64, 43,18 ou 45,72 cm (do distribuidor do pote de vedação). Em modalidades, a mínima distância da perna até um lado ou base do pote de vedação é pelo menos 25,4 centímetros.

[00018] Em modalidades, o sistema compreende pelo menos dois separadores de particulado do gaseificador, cada qual compreendendo uma perna estendendo-se uma distância ao interior de um pote de vedação do combustor; pelo menos dois separadores de particulado do combustor, cada qual compreendendo uma perna estendendo-se uma distância ao interior de um pote de vedação do gaseificador; ou ambos, em que a mínima separação perna a perna dentro de um pote de vedação é pelo menos 10 polegadas (25,4 centímetros). Em modalidades, um ângulo selecionado do grupo consistindo em um ângulo formado entre pelo menos um pote de vedação do combustor e o combustor e um ângulo formado entre pelo menos um pote de vedação do gaseificador e o gaseificador é na faixa de cerca de 5° a cerca de 90°. Em modalidades, o ângulo é menor que cerca de 45°. Em modalidades, o sistema compreende pelo menos um pote de vedação do combustor, e o pelo menos um pote de vedação do combustor é fluidizado por um gás de fluidização do pote de vedação do combustor. O combustor pode ser configurado para fluidização com um gás de fluidização do combustor (que pode ser introduzido por meio da linha 121) compreendendo basicamente ar ou oxigênio. Em modalidades, o combustor é configurado para operação com excesso de oxigênio na faixa de cerca de 0 a cerca de 20 porcento em volume. Em modalidades, pelo menos ou cerca de 20% do gás de fluidização do combustor necessário no combustor são introduzidos através de pelo menos um pote de vedação do combustor. O pelo menos um pote de vedação pode ser substancialmente redondo ou substancialmente retangular. Em modalidades, o pelo menos um pote de vedação é substancialmente retangular e a pressão operacional do pelo menos um pote de vedação retangular é menor que cerca de 103.4214 kPa man.

[00019] Em modalidades do sistema, o material de transferência de calor particulado é selecionado do grupo consistindo em areia, calcário, e outras calcitas ou óxidos incluindo óxido de ferro, olivina, e magnésia, alumina, carbonetos, sílica alumina, zeólitas, e combinações destes. O material de transferência de calor particulado pode compreender um catalisador.

[00020] Em modalidades, o sistema compreende uma entrada de alimentação de material carbonáceo fluidicamente conectada com o gaseificador e configurada para introdução da carga de alimentação carbonácea no gaseificador. Em modalidades, um ângulo formado entre a entrada de alimentação de material carbonáceo e o gaseificador é na faixa de cerca de 5° a cerca de 20°. A carga de alimentação carbonácea pode compreender pelo menos um material selecionado do grupo consistindo em biomassa, RDF, MSW, lama de esgoto, carvão, cera de síntese Fischer- Tropsch, e combinações destes. Em modalidades, o gaseificador é operável com cargas de alimentação carbonáceas em qualquer temperatura na faixa de cerca de -40 °C a cerca de 127 °C. O sistema pode ser configurado para introdução de um gás de purga com a carga de alimentação carbonácea. O gás de purga pode ser selecionado do grupo consistindo em dióxido de carbono, vapor, gás combustível, nitrogênio, gás de síntese, gás de descarte do combustor, e combinações destes. O sistema pode compreender aparelho (por exemplo, aparelho à jusante 100) para a remoção de dióxido de carbono do gás de descarte do combustor, do gás produto da gaseificação, ou de ambos; e uma ou mais linhas de reciclagem fluidicamente conectando o aparelho de remoção de dióxido de carbono (por exemplo, por meio da linha 115) com uma entrada de alimentação de material carbonáceo do gaseificador, por meio do que pelo menos uma porção do dióxido de carbono removido pode ser introduzida no gaseificador como gás de purga.

[00021] Em modalidades, o combustor é operável de maneira tal que uma temperatura operacional na sua entrada, ou perto dela, para material de transferência de calor seja na faixa de cerca de 538 °C a cerca de 760 °C, e uma temperatura operacional na sua saída, ou perto dela, para um separador de particulado do combustor seja na faixa de cerca de 760 °C a cerca de 982°C. O sistema pode compreender um secador à montante do gaseificador, em que o secador é configurado para remover umidade da carga de alimentação carbonácea antes da sua introdução no gaseificador. O sistema pode compreender uma linha configurada para introduzir pelo menos uma porção do gás de descarte do combustor no secador, por meio do que gás de descarte quente do combustor pode ser utilizado para secar a carga de alimentação carbonácea. Em modalidades, o gaseificador é operável com uma carga de alimentação carbonácea com um teor de umidade na faixa de cerca de 10 a cerca de 40 porcento em peso.

[00022] O sistema pode ser operável para converter pelo menos cerca de 30, 40, 50, 60, 70 ou 80% do carbono na carga de alimentação carbonácea em gás produto da gaseificação. Em modalidades, o gaseificador é operável a uma taxa de carga de alimentação carbonácea de pelo menos 10.000 kg/h.m2, 12.000 kg/h.m2, 12.500 kg/h.m2, 15.000 kg/h.m2, 17.000 kg/h.m2 ou 420.000 kg/h.m2. Em modalidades, o gaseificador é configurado para fluidização com um gás de fluidização do gaseificador com uma velocidade superficial do gás de fluidização do gaseificador de entrada na faixa de cerca de 15,24 cm/s a cerca de 304,8 cm/s. Em modalidades, o gaseificador é operável a uma velocidade superficial de saída de gás produto da gaseificação compreendendo material de transferência de calor particulado aprisionado na faixa de cerca de 1.067 a cerca de 1.524 cm/s. Em modalidades, o gaseificador é operável a uma temperatura operacional na faixa de cerca de 538 °C a cerca de 871 °C. Em modalidades, o gaseificador é operável a uma pressão operacional maior que cerca de 13.78951 kPa man. Em modalidades, o gaseificador é operável a uma pressão operacional de menos que cerca de 310.2641 kPa man. Em modalidades, o combustor é configurado para fluidização com um gás de fluidização do combustor com uma velocidade superficial do gás de fluidização do combustor de entrada na faixa de cerca de 457 a cerca de 762 cm/s. Em modalidades, o combustor é operável com uma velocidade superficial do gás de descarte de saída na faixa de cerca de 762 a cerca de 1.219 cm/s. Em modalidades, o gaseificador compreende um distribuidor do gaseificador configurado para introduzir gás de fluidização do gaseificador de maneira substancialmente uniforme através do diâmetro do gaseificador, o combustor compreende um distribuidor do combustor configurado para introduzir gás de fluidização do combustor de maneira substancialmente uniforme através do diâmetro do combustor, ou ambos. Em modalidades, o combustor é configurado para receber material de transferência de calor particulado em um local pelo menos cerca de 122, 152 ou 183 centímetros acima do distribuidor do combustor; o gaseificador é configurado para receber material de transferência de calor particulado fluidizado aquecido em um local pelo menos cerca de 122, 152 ou 183 centímetros) acima do distribuidor do gaseificador; ou ambos.

[00023] Em modalidades, o sistema é operável para prover, do combustor para o gaseificador, material de transferência de calor particulado fluidizado aquecido com uma temperatura na faixa de cerca de 760 °C a cerca de 871 °C. Em modalidades, o diferencial de temperatura operacional entre o gaseificador e o combustor é menor que cerca de 167 °C. Em modalidades, o sistema opcionalmente compreende pelo menos um pote de vedação selecionado de potes de vedação do combustor configurados para impedir refluxo de material do combustor para o pelo menos um separador de particulado do gaseificador, e potes de vedação do gaseificador configurados para impedir refluxo de material do gaseificador para o pelo menos um separador de particulado do combustor; e pelo menos um componente selecionado do grupo consistindo no gaseificador, no combustor, no pelo menos um pote de vedação do combustor e no pelo menos um pote de vedação do gaseificador é configurado com uma zona morta entre um distribuidor e uma base do mesmo, de maneira tal que eliminação de serviços eventuais pode ser feita durante operação.

[00024] Também revelados aqui é um método compreendendo: introduzir uma carga de alimentação carbonácea e um material de transferência de calor particulado aquecido em um gaseificador compreendendo um leito fluidizado, por meio do que pelo menos uma porção do material carbonáceo é pirolisada para produzir um gás produto da gaseificação compreendendo hidrogênio e monóxido de carbono, e em que o leito fluidizado compreende material de transferência de calor particulado fluidizado introduzindo um gás de fluidização do gaseificador no gaseificador; remover, de uma região do espaço aprisionado de menor densidade média do gaseificador, um gás produto da gaseificação compreendendo, aprisionado nele, carvão animal, material de transferência de calor particulado, e opcionalmente carga de alimentação carbonácea não reagido; separar pelo menos um produto sólido compreendendo carvão animal, material de transferência de calor particulado, e opcionalmente material carbonáceo não reagido do gás produto da gaseificação, provendo um gás produto baixo particulado; aquecer pelo menos uma porção do pelo menos um produto de sólidos passando o mesmo através de um combustor, produzindo assim uma porção aquecida do pelo menos um produto de sólidos e um gás de descarte do combustor, em que pelo menos uma porção do calor para aquecimento é obtida por meio de combustão do carvão animal em pelo menos uma porção do pelo menos um produto de sólidos; e introduzir pelo menos uma porção da porção aquecida do pelo menos um produto de sólidos no gaseificador, provendo calor para pirólise. Em modalidades, o produto compreende produtos de síntese Fischer-Tropsch, e o método compreende adicionalmente submeter pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch. Submeter pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch pode compreender colocar a pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação em contato com um catalisador Fischer-Tropsch a base de ferro. O método pode compreender adicionalmente ajustar a razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono no gás produto da gaseificação para prover uma razão molar na faixa de cerca de 0,5:1 a cerca de 1,5:1 antes de submeter a pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch. Ajustar pode compreender submeter o gás produto da gaseificação a oxidação parcial. Submeter pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch pode compreender colocar a pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação em contato com um catalisador Fischer- Tropsch a base de cobalto. Tais métodos podem compreender adicionalmente ajustar a razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono no gás produto da gaseificação para prover uma razão molar na faixa de cerca de 1,5:1 a cerca de 2,5:1 antes de submeter a pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch. Submeter pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch pode produzir produtos de síntese Fischer-Tropsch não gasosos, um gás residual de processo Fischer- Tropsch, e um produto catalisador usado compreendendo catalisador Fischer- Tropsch usado e hidrocarbonetos líquidos. O método pode compreender introduzir pelo menos uma porção de um gás residual de processo Fischer- Tropsch em um componente selecionado do grupo consistindo no combustor, no gaseificador, e potes de vedação configurados para impedir refluxo de material do combustor ou do gaseificador. O método pode compreender introduzir pelo menos uma porção do produto catalisador usado no gaseificador, o combustor, ou ambos.

[00025] Em modalidades, o método compreende adicionalmente produzir energia através de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação. O método pode compreender produzir energia a partir de pelo menos cerca de 10, 20, ou 30 porcento em volume do gás produto da gaseificação, e submeter pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação restante a síntese Fischer-Tropsch.

[00026] Em modalidades, o método compreende introduzir um combustível suplementar no combustor. O combustível suplementar pode ser selecionado do grupo consistindo em alcatrão, cera Fischer-Tropsch, gás residual de processo Fischer-Tropsch, gás residual de processo melhorador da qualidade, resíduos de tanque de refinaria, óleo combustível pesado, óleo combustível líquido, e combinações destes. Em modalidades, o método compreende adicionalmente remover alcatrão do gás produto da gaseificação e utilizar pelo menos uma porção do alcatrão removido como combustível suplementar para o combustor, coma carga de alimentação carbonácea para o gaseificador, ou ambos. O método pode compreender submeter pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch, produzindo assim produtos de síntese Fischer-Tropsch não gasosos, um gás residual de processo Fischer-Tropsch, e um produto catalisador usado compreendendo catalisador Fischer-Tropsch usado e hidrocarbonetos líquidos, e utilizar pelo menos uma porção do gás residual de processo Fischer-Tropsch, pelo menos uma porção do produto catalisador usado, ou ambos, como combustível suplementar para o combustor. O método pode compreender submeter pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação a síntese Fischer-Tropsch, produzindo assim produtos de síntese Fischer-Tropsch não gasosos, e submeter pelo menos uma porção dos produtos de síntese Fischer-Tropsch não gasosos a melhoria de qualidade, produzindo assim um gás residual de processo melhorador da qualidade. Em modalidades, o método compreende utilizar pelo menos uma porção de um gás residual de processo melhorador da qualidade como combustível suplementar para o combustor.

[00027] Em modalidades, o método compreende operar o gaseificador a uma pressão do gaseificador e operar o combustor a uma pressão do combustor que é na faixa de cerca de 0 kPa man. até uma pressão que é pelo menos 13.78951 kPa man. menor que a pressão do gaseificador. Em modalidades, o método compreende separar material de transferência de calor particulado aquecido do gás de descarte do combustor. Separar material de transferência de calor particulado aquecido do gás de descarte do combustor pode compreender introduzir o gás de descarte do combustor em pelo menos um separador gás/sólido do combustor. Em modalidades, o pelo menos um separador gás/sólido do combustor é operado a uma velocidade superficial na faixa de cerca de 21,34 a cerca de 25,91 m/s. Em modalidades, (a) separar pelo menos um produto sólido compreendendo carvão animal, material de transferência de calor particulado e opcionalmente material carbonáceo não reagido do gás produto da gaseificação compreende introduzir pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação em pelo menos um separador de particulado do gaseificador primário configurado para separar material de transferência de calor particulado do gás produto da gaseificação, provendo assim um gás produto baixo particulado compreendendo cinza, e introduzir o gás produto baixo particulado compreendendo cinza aprisionado nele em pelo menos um separador de particulado do gaseificador secundário configurado para separar cinza do gás produto baixo particulado, (b) separar material de transferência de calor particulado aquecido do gás de descarte do combustor compreende introduzir pelo menos uma porção do gás de descarte do combustor em pelo menos um separador de particulado do combustor primário configurado para separar material de transferência de calor particulado do gás de descarte do combustor, provendo assim um gás de descarte baixo particulado compreendendo cinza, e introduzir o gás de descarte baixo particulado em pelo menos um separador de particulado do combustor secundário configurado para separar cinza do gás de descartebaixo particulado; ou tanto (a) quanto (b). Tais métodos podem compreender adicionalmente introduzir pelo menos uma porção dos materiais particulados separados do separador de particulado do gaseificador primário, o separador de particulado do gaseificador secundário, ou ambos, no combustor para aquecimento nele. O método pode compreender adicionalmente lavar enxofre de um gás, colocando o gás em contato com um líquido compreendendo pelo menos uma porção da cinza separada. O gás lavado pode compreender pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação.

[00028] Em modalidades, o método compreende remover mais que 99, 99,9 ou 99,98 porcento em peso do material de transferência de calor particulado do gás produto da gaseificação, do gás de descarte do combustor, ou de ambos. Em modalidades, o método compreende recuperar calor do gás produto da gaseificação, do gás de descarte do combustor, ou de ambos. Cinza pode ser removida do gás produto da gaseificação, do gás de descarte do combustor, ou de ambos, subsequente à recuperação de calor dele. Alcatrão pode ser removido do gás produto da gaseificação depois da recuperação dele. Recuperar calor do gás de gaseificação pode reduzir a temperatura do gás produto da gaseificação para não menos que cerca de 482 °C, 454 °C, 427 °C, 399 °C, 371 °C, 343 °C ou 316 °C, antes da remoção do alcatrão dele. Recuperar calor pode compreender aquecer ar por meio de transferência de calor com o gás produto da gaseificação, o gás de descarte do combustor, ou ambos, e o método pode compreender introduzir pelo menos uma porção do ar aquecido no combustor.

[00029] Em modalidades, o método compreende fluidizar o combustor por meio de um gás de fluidização do combustor. O combustor pode ser fluidizado com um gás de fluidização do combustor com uma velocidade superficial do gás de fluidização do combustor de entrada na faixa de cerca de 457 a 762 cm/s. O combustor pode ser operado com uma velocidade superficial do gás de descarte de saída na faixa de cerca de 762 a 1.219 cm/s. Pelo menos uma porção do gás de fluidização do combustor pode ser introduzida através de pelo menos um pote de vedação do combustor configurado para impedir refluxo de material do combustor. Em modalidades, pelo menos ou cerca de 20% do gás de fluidização do combustor necessário para fluidização de um leito no combustor é introduzido através de pelo menos um pote de vedação do combustor.

[00030] Em modalidades, o método compreende impedir refluxo de material do gaseificador através de pelo menos um pote de vedação do gaseificador, impedir refluxo de material do combustor através de pelo menos um pote de vedação do combustor, ou ambos. Em modalidades, o material de transferência de calor particulado é selecionado do grupo consistindo em areia, calcário, e outras calcitas ou óxidos incluindo óxido de ferro, olivina, e magnésia, alumina, carbonetos, sílica alumina, zeólitas, e combinações destes. O método pode compreender introduzir um catalisador no gaseificador. Um catalisador como este pode promover reforma de alcatrão, gerando assim um gás produto da gaseificação mais limpo do que o formado na ausência do catalisador. Em modalidades, o catalisador compreende níquel.

[00031] Em modalidades, o método compreende introduzir um componente de extração de enxofre, em que o componente de extração de enxofre promove recuperação de enxofre em forma sólida da gaseificação. O componente de extração de enxofre pode compreender óxido de cálcio. O componente de extração de enxofre pode ser introduzido com o material de transferência de calor.

[00032] Em modalidades, o método compreende introduzir um componente de remoção de dióxido de carbono, o componente de remoção de dióxido de carbono adequado para converter dióxido de carbono em um produto sólido que é pelo menos parcialmente separado do gás produto da gaseificação com o pelo menos um produto de sólidos. O método pode compreender operar o combustor com excesso de oxigênio na faixa de cerca de 0 a cerca de 20 porcento em volume. O método pode compreender introduzir a carga de alimentação carbonácea a uma temperatura na faixa de cerca de -40 °C a cerca de 127 °C. Em modalidades, a carga de alimentação carbonácea compreende pelo menos um material selecionado do grupo consistindo em biomassa, RDF, MSW, lama de esgoto, carvão, cera de síntese Fischer-Tropsch, e combinações destes. O método pode compreender introduzir um gás de purga com ou como uma parte da carga de alimentação carbonácea. O gás de purga pode compreender pelo menos um gás selecionado do grupo consistindo em dióxido de carbono, vapor, gás combustível, nitrogênio, gás de síntese, e gás de descarte do combustor. Em modalidades, o método compreende remover dióxido de carbono do gás de descarte do combustor, o gás produto da gaseificação, ou ambos; e utilizar pelo menos uma porção do dióxido de carbono removido como gás de purga. Em modalidades, o método compreende operar o combustor a uma temperatura operacional na sua entrada, ou perto dela, para material de transferência de calor na faixa de cerca de 538 °C a cerca de 760 °C e uma temperatura operacional na sua saída, ou perto dela, para um separador de particulado do combustor na faixa de cerca de 760 °C a cerca de 982 °C.

[00033] O método pode compreender remover umidade de um material carbonáceo relativamente molhado para prover carga de alimentação carbonácea. Pelo menos uma porção do calor do gás de descarte do combustor pode ser utilizada para secar o material carbonáceo. O método pode compreender secar um material carbonáceo a um teor de umidade na faixa de cerca de 10 a cerca de 40 porcento em peso para prover a carga de alimentação carbonácea. O método pode compreender converter pelo menos cerca de 30, 40, 50, 60, 70 ou 80% do carbono na carga de alimentação carbonácea em gás produto da gaseificação. O método pode compreender introduzir a carga de alimentação carbonácea no gaseificador a um fluxo de pelo menos ou cerca de 210.000 kg/h.m2, 12.000 kg/h.m2, 12.500 kg/h.m2, 15.000 kg/h.m2, 17.000 kg/h.m2 ou 20.000 kg/h.m2. O gás de fluidização do gaseificador pode ser introduzido no gaseificador a uma velocidade superficial na faixa de cerca de 15,24 cm/s a cerca de 304,8 cm/s. Em modalidades, o método compreende remover o gás produto da gaseificação do gaseificador a uma velocidade superficial na faixa de cerca de 1.067 a 1.524 cm/s. O gás de fluidização do gaseificador pode ser selecionado do grupo consistindo em vapor, gás de descarte, gás de síntese, gás combustível LP, gás residual de processo (por exemplo, gás residual de processo Fischer-Tropsch, gás residual de processo melhorador da qualidade, gás residual de processo VSA, e/ou gás residual de processo PSA), gás produto da gaseificação, e combinações destes. O gaseificador pode ser operado a uma temperatura operacional na faixa de cerca de 538 °C a cerca de 871 °C. O gaseificador pode ser operado a uma pressão operacional maior que cerca de 13.78951 kPa man. e/ou menor que cerca de 310.2641 kPa man.

[00034] Em modalidades, o gaseificador compreende um distribuidor do gaseificador configurado para introduzir gás de fluidização do gaseificador de maneira substancialmente uniforme através do diâmetro do gaseificador, o combustor compreende um distribuidor do combustor configurado para introduzir gás de fluidização do combustor de maneira substancialmente uniforme através do diâmetro do combustor, ou ambos. O método pode compreender introduzir material de transferência de calor particulado no combustor em um local pelo menos cerca de 122, 152 ou 183 centímetros acima de um distribuidor do combustor; introduzir material de transferência de calor particulado fluidizado aquecido do combustor no gaseificador em um local pelo menos cerca de 122, 152 ou 183 centímetros acima de um distribuidor do gaseificador; ou ambos. Pelo menos uma porção da porção aquecida do pelo menos um produto de sólidos pode ser introduzida no gaseificador a uma temperatura na faixa de cerca de 760 °C a cerca de 871°C. Um diferencial de temperatura operacional de menos que cerca de 194 °C, 183 °C, 167 °C, 150 °C, ou 139 °C pode ser mantido entre o gaseificador e o combustor.

[00035] O exposto apresentou de maneira bem geral os recursos e vantagens técnicas da invenção a fim que de a descrição detalhada da invenção seguinte possa ser mais bem entendida. Recursos e vantagens adicionais da invenção serão descritos a seguir, que formam o objeto das reivindicações da invenção. Versados na técnica devem perceber que o conceito e as modalidades específicas reveladas podem ser facilmente utilizados como uma base para modificar e projetar outras estruturas para realizar os mesmos propósitos da invenção. Versados na técnica devem também perceber que tais construções equivalentes não fogem do espírito e escopo de a invenção apresentados nas reivindicações seguintes.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[00036] Para uma descrição detalhada das modalidades preferidas da invenção, será feita agora referência aos desenhos anexos, nos quais:

[00037] A figura 1 é um esquema de um sistema de gaseificação de acordo com esta revelação; e

[00038] A figura 2 é um esquema de um sistema integrado compreendendo um sistema de gaseificação de acordo com esta revelação integrado com síntese Fischer-Tropsch e produção de energia.

NOTAÇÃO E NOMENCLATURA

[00039] Certos termos são usados na descrição seguinte e reivindicações para referir-se a componentes de sistema particulares. Este documento não visa diferenciar componentes que diferem no nome, mas não na função.

[00040] Os termos “pirolisador” e “gaseificador” são usados indiferentemente aqui para referir-se a um reator configurado para pirólise endotérmica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00041] Sistema de Leito Fluidizado Duplo Geral (DFB). São aqui revelados um sistema de gaseificação de leito fluidizado duplo, seus componentes inéditos, e métodos de gaseificação usando o mesmo. São aqui revelados um combustor, um pirolisador, pote de vedação do combustor, pote de vedação do gaseificador, separador do gaseificador primário (por exemplo, material de transferência de calor, HTM, ciclone), separador do gaseificador secundário (por exemplo, ciclone de cinza), separadores do combustor (por exemplo, ciclones primário e/ou secundário), e um sistema compreendendo uma combinação de um ou mais desses componentes e opcionalmente compreendendo aparelho à jusante configurado para a produção de produtos químicos, combustíveis e/ou energia a partir do gás produzido no gaseificador.

[00042] O método revelado compreende introduzir gás de entrada a uma baixa velocidade do gás para fluidizar um leito de alta densidade média em um vaso do gaseificador/pirólise. O leito de alta densidade média pode compreender um leito fluidizado relativamente denso em uma região inferior do mesmo, o leito fluidizado relativamente denso contendo um material de transferência de calor particulado inerte e relativamente fino aquecido circulante. Material carbonáceo é introduzido na região inferior a uma taxa relativamente alta, e pirólise endotérmica do material carbonáceo é realizada por meio de um material inerte aquecido circulante, produzindo um gás produto do gaseificador compreendendo gás de síntese (isto é, compreendendo hidrogênio e monóxido de carbono). Em modalidades, em uma região superior do pirolisador fica uma região do espaço aprisionado de menor densidade média contendo uma mistura aprisionada compreendendo material de transferência de calor particulado sólido inerte, carvão animal, material carbonáceo não reagido e gás produto. A mistura aprisionada é removida do gaseificador para um ou mais separadores, tal como um ciclone, em que sólidos (partículas de transferência de calor, carvão animal e/ou material carbonáceo não reagido) são separados do gás produto da gaseificação. Pelo menos uma porção dos sólidos removidos é retornada para o pirolisador depois de reaquecimento até uma temperatura desejada por meio da passagem através de uma zona de reação exotérmica de um combustor externo.

[00043] A figura 1 é um esquema de um sistema de gaseificação de leito fluidizado (ou “DFB”) duplo 10 de acordo com esta revelação. O sistema de gaseificação DFB 10 compreende um gaseificador 20 (também referido aqui como um “pirolisador”) que é fluidicamente conectado com um combustor 30, por meio do que calor perdido durante gaseificação endotérmica em gaseificador/pirolisador 20 pode ser suprido por meio de combustão exotérmica no combustor 30, como discutido adicionalmente a seguir. O sistema de gaseificação DFB 10 compreende adicionalmente pelo menos um pote de vedação do combustor 70 e pelo menos um pote de vedação do gaseificador 80. O pirolisador 20 é operável para remoção dele de uma fase de particulado circulante e carvão animal pelo aprisionamento no gás produto do gaseificador. Separação de particulados aprisionados sólidos compreendendo material de transferência de calor particulado e carvão animal do gás produto da gaseificação, pode ser realizada por separadores gás/sólido, tal(s) como ciclone(s) convencional(s). Em modalidades, substancialmente todos os sólidos do sistema são decantados pelo método aqui revelado a despeito do uso do que são geralmente consideradas baixas velocidades do gás de entrada de fluidização do gaseificador. O sistema de gaseificação DFB assim compreende adicionalmente um ou mais separadores de particulado do gaseificador (por exemplo, um ou mais ciclones do gaseificador) e um ou mais separadores de particulado do combustor (por exemplo, um ou mais ciclones do combustor). Na modalidade da figura 1, o sistema de gaseificação DFB 10 compreende ciclones do gaseificador primário 40 e ciclones do gaseificador secundário 50 e ciclones do combustor 60. Cada qual desses componentes será discutido com mais detalhes a seguir.

[00044] Circulando entre o gaseificador e o combustor fica um material de transferência de calor (HTM). O material de transferência de calor é relativamente inerte, comparado com o material de alimentação carbonáceo que está sendo gaseificado. Em modalidades, o material de transferência de calor é selecionado do grupo consistindo em areia, calcário, e outras calcitas ou óxidos tais como óxido de ferro, olivina, magnésia (MgO), alumina resistente ao desgaste por atrito, carbonetos, sílica aluminas, zeólitas resistentes ao desgaste por atrito, e combinações destes. O material de transferência de calor é aquecido pela passagem por uma zona de reação exotérmica de um combustor externo. Em modalidades, o material de transferência de calor pode participar como um reagente ou agente catalítico, assim “relativamente inerte” na forma aqui usada com referência ao material de transferência de calor é como uma comparação com os materiais carbonáceos e não é usado aqui em um sentido estrito. Por exemplo, em gaseificação de carvão, calcário pode servir como um meio para capturar enxofre para reduzir emissões de sulfato. Similarmente, calcário pode servir para craquear cataliticamente alcatrão no gaseificador. Em modalidades, o gaseificador pode ser considerado um gaseificador catalítico, e um catalisador pode ser introduzido com ou como um componente do material de transferência de calor particulado. Por exemplo, em modalidades, um catalisador de níquel é introduzido junto com outro material de transferência de calor (por exemplo, olivina ou outro material de transferência de calor) para promover reforma de alcatrões, gerando assim um gás de síntese “limpo” que sai do gaseificador. O gás de síntese limpo pode ser um gás de síntese essencialmente sem alcatrão. Em modalidades, uma quantidade de catalisador de níquel (por exemplo, cerca de 5, 10, 15 ou 20 porcento em peso de níquel) é circulada junto com outros materiais de transferência de calor.

[00045] O material de transferência de calor pode ter um tamanho de partícula médio na faixa de cerca de 1 μm a cerca de 100 mm, de cerca de 1 μm a cerca de 1 mm, ou de cerca de 5 μm a cerca de 300 μm. O material de transferência de calor pode ter uma densidade média na faixa de cerca de 0,8 g/cm3 a cerca de 8 g/cm3, de cerca de 0,8 g/cm3 a cerca de 4,8 g/cm3, ou de cerca de 1,6 g/cm3 a cerca de 4,8 g/cm3.

[00046] Em modalidades, equilíbrio é deslocado para a formação de hidrogênio e monóxido de carbono durante pirólise, por exemplo, por meio da incorporação de um material que efetivamente remove dióxido de carbono. Por exemplo, NaOH pode ser introduzido no sistema (por exemplo, no material de transferência de calor, ou junto com ele, no gaseificador 20, no combustor 30, ou em qualquer lugar no sistema) para produzir Na2CO3, e/ou injeção de CaO pode ser utilizada para absorver CO2, formando CaCO3 que pode posteriormente ser separado em CO2 e CaO que podem ser reciclados para o sistema. O NaOH e/ou CaO pode ser injetado no gaseificador ou pirolisador 20. A adição de tal material redutor de dióxido de carbono pode servir para aumentar a quantidade de gás de síntese produzido (e assim para processos à jusante, tais como, sem limitação, síntese Fischer-Tropsch e produção de produtos químicos e/ou combustível não Fischer-Tropsch), e/ou pode servir para aumentar o número Wobbe do gás produto do gaseificador para a produção de energia à jusante. Tais materiais, ou materiais adicionais, podem também ser utilizados para ajustar a temperatura de fusão da cinza dos materiais de alimentação carbonáceos dentro do gaseificador. Como com os materiais redutores de dióxido de carbono opcionais, tal(s) material(s) de ajuste da fusão da cinza pode(m) ser incorporado(s) pela adição com a alimentação, ou nela, ou no meio de transferência de calor, ou com ele, no gaseificador 20, no combustor 30 e/ou em qualquer lugar. Em modalidades, o(s) material(s) adicional(s) é(são) adicionado(s) com a alimentação, ou nela, no gaseificador. Em modalidades, o(s) material(s) adicional(s) é(são) adicionado com o meio de transferência de calor, ou nele.

[00047] Reator/Gaseificador/Pirolisador 20. O pirolisador 20 é um reator compreendendo um leito fluido de material de transferência de calor na base do reator, e é operado a taxas de alimentação suficientemente altas para gerar gás produto do gaseificador bastante para promover circulação de material de transferência de calor e carvão animal gaseificado, por exemplo, por aprisionamento. O gaseificador pode ser um híbrido, com uma zona aprisionada acima de um gaseificador de leito fluidizado, descrita na patente U.S. 4.828.581, que está por meio deste incorporado aqui pela referência na sua íntegra com todos os propósitos não contrários a esta revelação.

[00048] Em modalidades, o gaseificador/pirolisador 20 é um vaso de forma anular compreendendo uma chapa de distribuição de gás convencional perto da base e compreendendo entradas para material de alimentação, material de transferência de calor(s), e gás fluidizante. O vaso do gaseificador compreende uma saída no seu topo, ou perto deste, e é fluidicamente conectado por meio disto (por exemplo, via linha de saída do gaseificador 114) em um ou mais separadores dos quais gás produto da gaseificação é descarregado e sólidos são reciclados para a base do gaseificador via um combustor exotérmico externo operável para reaquecer o material de transferência de calor separado. O gaseificador opera com uma fase de particulado recirculante (material de transferência de calor) e a velocidades do gás de entrada na faixa suficiente para fluidizar o material de transferência de calor, como discutido adicionalmente a seguir.

[00049] Alimentação do Gaseificador. Como indicado na modalidade da figura 1, as entradas para alimentação (por exemplo, por meio da linha 90) e material de transferência de calor recirculante (por exemplo, via linha de circulação “quente” 35) são localizados na base de gaseificador 20, ou perto dela, e podem ficar próximos do distribuidor de gás do pirolisador 95. A alimentação pode ser selecionada do grupo consistindo em biomassa, RDF, MSW, lama de esgoto, e combinações destes. Em modalidades, a alimentação compreende biomassa. É considerado que carvão pode ser adicionado no gaseificador se for carvão adequado, e isto depende da temperatura de fusão da cinza. Resíduos de tanque de refinaria, óleo combustível pesado, etc., que podem, em modalidades, sem contaminados com pequenos sólidos, podem ser introduzidos no gaseificador e/ou no combustor, desde que a temperatura de fusão da cinza neles não seja afetada adversamente. Em modalidades, coque de petróleo é moído em um tamanho na faixa adequada para garantir volatilização dentro do pirolisador. Em modalidades, coque de petróleo é introduzido no pirolisador como um componente da carga de alimentação carbonácea. Em modalidades, a alimentação do gaseificador compreende adicionalmente produtos de síntese Fischer-Tropsch (por exemplo, cera Fischer-Tropsch) e/ou catalisador usado (por exemplo, catalisador usado reciclado em cera produto). Em modalidades, produtos de síntese Fischer- Tropsch são produzidos à jusante e uma porção do(s) produto(s) Fischer- Tropsch (por exemplo, cera Fischer-Tropsch usada) que craquearão nas condições operacionais nela é(são) reciclado(s) como alimentação/combustível para o gaseificador.

[00050] A alimentação do gaseificador pode ser introduzida nele por meio de qualquer dispositivo adequado conhecido pelos versados na técnica. A alimentação pode ser alimentada no gaseificador usando um sem-fim rotativo refrigerado a água. A alimentação pode ser substancialmente sólida e pode ser alimentada utilizando um alimentador sem-fim ou um sistema de recalque. Em modalidades, a alimentação é introduzida no gaseificador como um extrudado sólido. Em modalidades, sem-fins de alimentação duplos são utilizados e a operação é alternada entre eles, garantindo assim alimentação contínua.

[00051] Como indicado na figura 1, uma linha de entrada de alimentação do gaseificador 90 pode ser configurada para prover um ângulo β entre a linha de entrada de alimentação 90 e o vaso do gaseificador 20. O ângulo β da entrada de alimentação pode ser na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 graus ou de cerca de 10 a cerca de 15 graus de maneira tal que a alimentação escoe de maneira substancialmente uniforme (isto é, através de sua seção transversal) do pirolisador 20. Desta maneira, alimentação não fica limitada a um lado do pirolisador, por exemplo. Um gás de purga pode também ser introduzido (por exemplo, por meio da linha 91) com a alimentação (por exemplo, de uma tremonha de retenção) via a entrada de alimentação para manter uma pressão desejada e/ou ajudar fornecer a alimentação ao pirolisador. Em modalidades, o gás de purga é selecionado do grupo consistindo em dióxido de carbono, vapor, gás combustível, nitrogênio, gás de síntese, gás de descarte do combustor e combinações destes. Em modalidades, o gás de purga compreende nitrogênio. Em modalidades, a alimentação não é purgada. Se recuperação de CO2 estiver presente, por exemplo, à jusante no sistema, pode ser desejável que o gás de purga de alimentação seja dióxido de carbono, ou compreenda o mesmo.

[00052] Em modalidades, a alimentação do gaseificador é pressurizada. O material de alimentação carbonáceo pode ser alimentado no gaseificador a uma pressão na faixa de cerca de 0 a cerca de 275.7903 kPa man. Um secador pode ser utilizado para secar a alimentação e/ou pode ser operado a uma pressão, provendo assim o material de alimentação no gaseificador a uma pressão e/ou teor de umidade desejado. A alimentação pode ser seca antes da introdução no gaseificador, e pode ser introduzida quente (por exemplo, a uma temperatura acima da temperatura ambiente). Em modalidades, a alimentação é fria (por exemplo, a uma temperatura menor que a temperatura ambiente). A alimentação pode ser introduzida no gaseificador a uma temperatura na faixa de cerca de -40 a 127 °C. Em modalidades, a alimentação é a uma temperatura na faixa de -40 a 139 °C. Em modalidades, a alimentação é na temperatura ambiente. Em modalidades, a alimentação é na temperatura ambiente. Em modalidades, um material de alimentação é triturado antes da introdução no gaseificador. Em modalidades, um material de alimentação é pré-aquecido e/ou triturado (por exemplo, picado) antes da introdução no gaseificador.

[00053] Otimização da Secagem de Alimentação do Gaseificador para Controle da Razão de H2:CO em Produto Gás de Síntese. Em modalidades, o teor de umidade da alimentação é na faixa de cerca de 5% a cerca de 60%. Em modalidades, a alimentação tem um teor de umidade de mais que cerca de 10, 20, 30 ou 40 % em peso. Em modalidades, a alimentação tem um teor de umidade menor que cerca de 10, 20, 30, ou 40 % em peso. Em modalidades, o teor de umidade da alimentação é na faixa de cerca de 20 a cerca de 30 % em peso. Em modalidades, o teor de umidade da alimentação é na faixa de cerca de 20 a cerca de 25 % em peso.

[00054] Em modalidades, mais secagem do material de alimentação pode ser desejada/utilizada para prover gás de síntese (via, por exemplo, secagem da alimentação, gaseificação e/ou oxidação parcial) a uma razão molar de H2/CO adequada para síntese Fischer-Tropsch à jusante na presença de um catalisador de ferro (isto é, cerca de 1:1). Em modalidades, menos secagem pode ser desejada/utilizada, por exemplo, para prover um gás de síntese com uma razão molar de H2/CO adequada para síntese Fischer- Tropsch à jusante na presença de um catalisador de cobalto (isto é, cerca de 2).

[00055] Integração de Energia para o Secador. Um secador 155 pode ser configurado para reduzir o teor de umidade de um material de alimentação carbonáceo “molhado” (por exemplo, biomassa, BM). Material de alimentação carbonáceo (por exemplo, biomassa) pode ser introduzido no secador 155 por meio da linha de entrada de material de alimentação carbonáceo BM, fluido de secagem (por exemplo, gás de descarte “quente” do combustor) pode ser introduzido no secador 155 por meio da linha de entrada de agente de secagem 156, e/ou exaustão do secador pode ser extraída do secador 155 por meio da linha de exaustão do secador 157. Em modalidades, pelo menos uma porção do gás de descarte quente do combustor (descrita adicionalmente a seguir) é utilizada para secar uma alimentação do gaseificador antes da introdução no gaseificador 20. Em tais modalidades, a linha de saída de gás de descarte do combustor 112 pode ser fluidicamente conectada com o secador 155, por exemplo, por meio da linha de entrada de agente de secagem 156.

[00056] Em modalidades, a taxa de alimentação (fluxo) de material carbonáceo para o gaseificador é maior ou igual a cerca de 10.000, 12.500, 15.000, 17.000, 20.000 ou 21.000 kg.h.m2. O desenho pode permitir uma velocidade superficial na saída (topo) do gaseificador na faixa de 12,19 a 13,72 m/s (assumindo uma certa conversão/volatilização/expansão de carbono). Em modalidades, a conversão de carbono é na faixa de cerca de 0 a cerca de 100%. Em modalidades, a conversão de carbono é na faixa de cerca de 30 a cerca de 80%. O tamanho do vaso do gaseificador, isto é, o seu diâmetro, pode ser selecionado com base em uma velocidade de saída desejada.

[00057] Gás de fluidização do gaseificador pode ser alimentado em um fundo do gaseificador 20 (por exemplo, por meio de um distribuidor 95) a uma velocidade superficial na faixa de cerca de 15,24 cm/s a cerca de 304,8 cm/s, de cerca de 24,38 cm/s a cerca de 243,8 cm/s, ou de cerca de 24,38 cm/s a cerca de 213,36 cm/s. Em modalidades, a velocidade de entrada do gás de fluidização do pirolisador (por exemplo, vapor) é maior, menor, ou igual a cerca de 30,48, 60,96, 91,44, 152,4, 182,88, 213,36 ou 243,8 cm/s. Em modalidades, uma velocidade superficial do gás de fluidização do gaseificador de pelo menos ou cerca de 152,4, 182,88, 213,36 ou 243,8 cm/s é utilizada durante partida.

[00058] O gás de fluidização introduzido no gaseificador por meio da linha 141 e 141a (e opcionalmente introduzido na linha de circulação 35 por meio da linha 141d) pode ser selecionado do grupo consistindo em vapor, gás de descarte, gás de síntese, gás combustível LP, gás residual de processo (por exemplo, gás residual de processo Fischer-Tropsch, gás residual de processo melhorador da qualidade, gás residual de processo VSA, e/ou gás residual de processo PSA) e combinações destes. Em modalidades, o gás de fluidização do gaseificador compreende gás residual de processo Fischer-Tropsch. Em modalidades, o gás de fluidização do gaseificador compreende gás residual de processo melhorador da qualidade. Utilizando-se gás residual de processo melhorador da qualidade, remoção de enxofre adicional pode ser conseguida, já que o gás residual de processo melhorador da qualidade pode compreender enxofre.

[00059] Em modalidades, o gás de fluidização do pirolisador compreende gás residual de processo PSA. Tais modalidades podem prover hidrogênio substancial e podem ser mais adequadas para subsequente utilização do gás produto em processos à jusante para os quais maiores razões molares de hidrogênio para monóxido de carbono são desejáveis. Por exemplo, maiores razões molares de hidrogênio para monóxido de carbono podem ser desejáveis para processos à jusante tal como um sistema de gaseificação de leito fluidizado duplo de níquel (para o qual a razão H2/CO de cerca de 1,8:1 a cerca de 2:1 pode ser desejada). Um gaseificador de leito fluidizado duplo (DFB) como este é revelado, por exemplo, no pedido de patente U.S. No. 12/691.297 depositado em 21 de janeiro de 2010, cuja revelação está por meio desta incorporada aqui com todos os propósitos não contrários a esta revelação. A utilização de gás residual de processo PSA para gás de fluidização do gaseificador pode ser menos desejável para subsequente utilização do gás para POx (para os quais razões H2/CO mais próximas ou iguais a cerca de 1:1 podem ser mais adequadas), já que o hidrogênio pode ser indesejavelmente alto. Em modalidades, o gás produto da gaseificação é seco (por exemplo, em um queimador) até um teor de umidade menor que um valor desejado (por exemplo, menor que cerca de 10, 11, 12, 13, 14 ou 15 porcento) a fim de prover uma composição adequada (por exemplo, razão molar H2/CO) para processamento à jusante (por exemplo, para POx à jusante). Em modalidades, uma combinação de secagem de alimentação, gaseificação DFB e POx é utilizada para prover um gás de síntese adequado para síntese Fischer-Tropsch à jusante utilizando um catalisador de cobalto.

[00060] A temperatura igual ou próxima do topo do gaseificador (por exemplo, próxima à remoção de produto aprisionado dele) pode ser na faixade cerca de 538 °C a cerca de 871 °C, de cerca de 593 °C a cerca de 871 °C,de cerca de 649 °C a cerca de 871 °C, de cerca de 538 °C a cerca de 816 °C, de cerca de 593 °C a cerca de 816 °C, de cerca de 649 °C a cerca de 816 °C, de cerca de 538 °C a cerca de 760 °C, de cerca de 593 °C a cerca de 760 °C, de cerca de 649 °C a cerca de 760 °C, de cerca de 649 °C a cerca de 788 °C, de cerca de 649 °C a cerca de 732 °C, de cerca de 677 °C a cerca de 732 °C, de cerca de 704 °C a cerca de 732 °C ou cerca de 732 °C.

[00061] Em modalidades, a pressão do gaseificador é maior que cerca de 13.78951 kPa man. Em modalidades, a pressão do gaseificador é menor ou igual a cerca de 310.2641 kPa man. Em modalidades, a pressão do gaseificador é na faixa de cerca de 13.78951 kPa man a cerca de 310.2641 kPa man.

[00062] Material de transferência de calor é introduzido, via a linha de circulação “quente”35, em uma região inferior do gaseificador. O material de transferência de calor pode ser introduzido aproximadamente oposto à introdução do material de alimentação do gaseificador. Para manter fluxo adequado, a entrada HTM pode ser em um ângulo Y na faixa de cerca de 20 graus a cerca de 90 graus, ou em um ângulo y maior ou igual a cerca de 20, 30, 40, 50 ou 60 graus. O material de transferência de calor pode ser introduzido a uma temperatura na faixa de cerca de 760 °C a cerca de 871 °C, de cerca de 788 °C a cerca de 871 °C, de cerca de 829 °C a cerca de 857 °C, ou cerca de 843 °C.

[00063] Em modalidades, o pirolisador compreende um distribuidor de gás 95. Em modalidades, o material de transferência de calor é introduzido no pirolisador 20 em um local pelo menos 10,16, 12,7, 15,24, 17,78, 20,32, 22,86 ou 25,4 centímetros acima do distribuidor de gás do pirolisador 95. O material de transferência de calor pode ser introduzido em uma posição na faixa de cerca de 10,16 a 25,4 centímetros, ou de cerca de 10,16 a 15,24 cm acima do distribuidor. Em modalidades, o distribuidor é operável para prover uma vazão de gás de pelo menos ou cerca de 121,92, 152,4, 182,9, 213,4, 243,8 274,3 ou 304,8 cm/s, por exemplo, durante a partida. O distribuidor do gaseificador (e/ou um distribuidor em um pote de vedação do combustor, um pote de vedação do gaseificador e/ou o combustor) pode compreender um distribuidor de anel, um distribuidor de tubo, um distribuidor de árvore de Natal, ou outro desenho de distribuidor adequado conhecido na técnica. Em modalidades, o distribuidor compreende um distribuidor de tubo que pode ser carregado através de um lado do vaso para facilitar a troca do bico nele (em geral adequado em modalidades nas quais a pressão de funcionamento é menor que 82.73709 ou 103.4214 kPa man. inclusive). Distribuidores com uma menor quantidade de entradas (por exemplo, distribuidores de árvore de Natal e/ou distribuidores de anel) podem ser mais desejáveis para aplicações de maior pressão.

[00064] Em modalidades, o diferencial de temperatura entre o gaseificador e o combustor (isto é, TC-TG) é mantido menor que cerca de 139 °C, 144 °C, 150 °C, 156 °C, 161 °C, 167 °C, 172 °C, 178 °C, 183 °C, 189 °C ou 194 °C, ou é mantido em uma temperatura na faixa entre estas. Se TC-TG for maior que cerca de 167 °C, areia ou outro material de transferência de calor a temperatura elevada pode ser adicionado ao sistema.

[00065] Sistema de Eliminação de serviços eventuais. O distribuidor do gaseificador 95 pode ser posicionado 91 a 182 centímetros acima do fundo refratário. Em modalidades, o distribuidor é posicionado pelo menos 91, 122, 152 ou 183 centímetros acima do fundo refratário. Abaixo do distribuidor é assim criado um espaço morto ou “zona morta” 96, indicado (fora de escala) na modalidade da figura 1. A zona morta 96 fica localizada entre o distribuidor e o fundo do vaso. Em modalidades, uma zona morta como esta pode ser projetada para facilitar a remoção de material de transferência de calor de baixo de um distribuidor. Qualquer material que seja muito pesado para fluidizar pode sedimentar abaixo do distribuidor de um componente do sistema, criando assim uma área de dissipação de calor. Em virtude de poder haver pouca ou nenhuma fluidização abaixo do distribuidor, material de transferência de calor pode ficar aprisionado abaixo do distribuidor e resfriar (por exemplo, abaixo de 843 °C ou abaixo da temperatura de outro gaseificador de entrada HTM). O fundo do gaseificador (ou outro componente tal como um pote de vedação do combustor 70, um pote de vedação do gaseificador 80, ou combustor 30) pode ser projetado com duas válvulas e um tubo por meio do que eliminação de serviços eventuais pode ser afetada durante a operação. O desenho de uma tremonha de trava como esta permitindo remoção de material de transferência de calor em linha da zona morta pode desejavelmente eliminar a necessidade de parada de operação durante eliminação de serviços eventuais. Como indicado, um sistema de eliminação de serviços eventuais como este pode também ser utilizado no combustor, no CSP, no GSP ou em qualquer combinação de vasos, por meio do que materiais podem ser removidos dele sem tirar o(s) sistema(s) da linha.

[00066] Ciclones do gaseificador. O sistema DFB aqui revelado compreende um ou mais separadores gás/sólido (por exemplo, um ou mais ciclones) na linha de saída do gaseificador 114. O sistema pode compreender separador(s) de particulado do gaseificador primário(s) 40 e separador(s) de particulado do gaseificador secundário(s) 50 (por exemplo, ciclones do gaseificador primário e secundário). Gás produto da gaseificação baixo particulado extraído do separador de particulado do gaseificador primário 40 pode ser introduzido no separador de particulado do gaseificador secundário 50 por meio da linha 114a. Sólidos (por exemplo, carvão animal, material carbonáceo não reagido, e/ou HTM) extraídos do gás produto da gaseificação por meio do separador de particulado do gaseificador primário 40 podem ser introduzidos no pote de vedação do combustor 70, por exemplo, por meio da perna 41. Gás produto da gaseificação baixo particulado extraído do separador de particulado do gaseificador secundário 50 pode ser introduzido no aparelho à jusante 100 por meio da linha 114b. Sólidos (por exemplo, carvão animal, material carbonáceo não reagido, e/ou HTM) extraído do gás produto da gaseificação por meio do separador de particulado do gaseificador secundário 50 pode ser introduzido no pote de vedação do combustor 70, por exemplo, por meio da perna 51.

[00067] Em modalidades, os separadores do gaseificador são operáveis/configurados para prover uma eficiência de remoção de HTM de pelo menos ou cerca de 98, 99, 99,9 ou 99,99%. Em modalidades, os separadores do gaseificador primários 40 são operáveis para remover pelo menos ou cerca de 99,99% do material de transferência de calor de um gás introduzido nele. Maior remoção de material de transferência de calor é geralmente desejável, já que o custo de material de transferência de calor particulado de constituição e o custo de aquecimento do mesmo até a temperatura de operação são consideráveis. O(s) separador(s) de particulado do gaseificador secundário 50 (por exemplo, ciclones) pode(m) ser configurado(s) para remover pelo menos cerca de 80, 85, 90 ou 95% do carvão animal (e/ou cinza) no gás produto do gaseificador introduzido nele por meio da linha 114a. Em modalidades, os separadores do gaseificador secundário são operáveis para remover pelo menos cerca de 95% da cinza e/ou carvão animal introduzido neles. Pode haver uma certa quantidade (de preferência, mínima) de cinza de reciclagem. Como notado anteriormente, sólidos extraídos por meio do(s) separador(s) do gaseificador primário(s) 40 e/ou separador(s) de particulado do gaseificador secundário 50 podem ser introduzidos no pote de vedação do combustor 70 por meio das pernas 41 e 51, respectivamente. A saída do gaseificador para os ciclones primários do gaseificador pode compreender um flange 90 graus.

[00068] Recuperação de Calor de Gás de síntese. O produto gás de síntese que sai dos separadores do gaseificador pode ser utilizado para recuperação de calor em certas modalidades. Em modalidades, o gás de síntese não é utilizado para recuperação de calor. Em modalidades, nenhuma recuperação de calor é incorporada no gás de síntese e o sistema de gaseificação DFB compreende adicionalmente uma unidade POx, um gaseificador de leito fluidizado duplo de níquel e/ou uma caldeira à jusante do(s) separador(s) do gaseificador. Considera-se que o aparelho de recuperação de calor pode ser posicionado entre os separadores primário e secundário. Quando utilizado para recuperação de calor, o gás de síntese pode ser mantido em uma temperatura de pelo menos 316 °C, pelo menos 343 °C, pelo menos 371 °C, pelo menos 399 °C ou pelo menos 427 °C depois da recuperação de calor. Por exemplo, manutenção de uma temperatura de mais que 343 °C, 371 °C, 399°C, 427 °C, 454 °C ou 482 °C pode ser desejável quando a recuperação de calor é à montante da remoção de alcatrão (por exemplo, para impedir condensação de alcatrões). Em modalidades, o gás de síntese é mantido a uma temperatura na faixa de cerca de 343 °C a cerca de 427 °C durante recuperação de calor. Em modalidades, o sistema compreende um superaquecedor de vapor e opcionalmente seguindo aí uma caldeira de calor residual ou superaquecedor de calor residual à jusante dos separadores do gaseificador para recuperação de calor do gás de gaseificação quente compreendendo gás de síntese e produção de vapor. Em modalidades, o sistema compreende um pré-aquecedor de ar para recuperação de calor do gás de síntese quente. Em modalidades, o sistema compreende um pré-aquecedor de água de alimentação da caldeira (BFW) para recuperação de calor do gás de síntese quente. O sistema pode compreender um ar pré-aquecedor, (por exemplo, para pré-aquecer ar para introdução no combustor, já que a introdução de ar mais quente no combustor pode ser desejável). O sistema pode compreender qualquer outro aparelho adequado conhecido pelos versados na técnica para recuperação de calor.

[00069] Combustor/CSP. O sistema compreende um combustor configurado para aquecer o material de transferência de calor separado por meio de um ou mais separadores (por exemplo, ciclones) do produto da gaseificação compreendendo materiais aprisionados extraídos do pirolisador. O combustor pode ser qualquer tipo de combustor conhecido na técnica, tais como, mas sem limitação, combustores fluidizados, aprisionado e/ou não fluidizado. A linha de circulação “fria” 25 é configurada para introduzir HTM “frio” no combustor 30, enquanto a linha de circulação “quente” 35 é configurada para introduzir HTM “quente” no gaseificador 20.

[00070] Referindo-se agora à figura 1, o combustor 30 é associado com um pote de vedação do combustor 70 (CSP) configurado para impedir refluxo de materiais para o(s) ciclone(s) do gaseificador 40, 50; e um ou mais ciclones do combustor 60 configurados para remover particulados do gás de descarte do combustor.

[00071] Em modalidades, ar é alimentado no fundo do combustor 30 (por exemplo, por meio da linha 121) e vapor é alimentado no CSP 70. A taxa de alimentação de vapor pode ser cerca de 1.493 kg/h (para uma usina operando a cerca de 500 toneladas secas/dia, por exemplo). O vapor atravessa e sai do ciclone do combustor 60. A eficiência do ciclone é drasticamente afetada pela velocidade superficial nele. Quanto maior a velocidade superficial, tanto maior a eficiência do ciclone. Se a ACFM (pés cúbicos reais por minuto) puder ser reduzida, a eficiência do ciclone pode ser melhorada (com base em mais sólidos por pé cúbico). Assim, em modalidades, ar é alimentado no CSP 70, em vez de vapor. Em modalidades, 20-25% do gás de fluidização (por exemplo, ar) para o combustor 30 são introduzidos no CSP 70, ou por meio deste, por exemplo, por meio da linha 141b, e/ou na linha de circulação 25, por exemplo, por meio da linha 141c. Em modalidades, ar de combustão, em vez de vapor, é alimentado no CSP 70, de maneira tal que calor não é removido do combustor 30 por causa do fluxo de vapor através dele e o(s) separador(s)/ciclone(s) do combustor à jusante 60 e/ou o gaseificador à jusante 20 pode(s) ser de tamanho(s) incrementalmente menor(s). Ou seja, a introdução de ar (por exemplo, a cerca de 538 °C), em vez de a introdução (por exemplo, 288 °C) de vapor no CSP 70 (que é aquecido nele, por exemplo, a cerca de 1982 °C) pode servir para reduzir a quantidade de vapor no sistema de gaseificação 10. Isto pode permitir que os vaso(s) à jusante sejam menores. Quando ar é introduzido no CSP 70, pode ocorrer combustão parcial de carvão animal no pote de vedação com ar (em vez de vapor) e o ciclone do combustor 60 e/ou gaseificador 20 à jusante pode ser menor. Dessa maneira, em modalidades, o combustor tem seu tamanho reduzido pela introdução de uma porção do gás de fluidização do combustor no CSP 70. Por exemplo, se a velocidade de fluidização desejada no topo (por exemplo, próxima da saída de gás de descarte) do combustor for 9,14 - 10,67 metros/s, somente cerca de 75-80% (isto é, cerca de 20 pés/s (6,1 m/s)) podem precisar ser introduzidos no fundo do combustor em virtude de 20-25% do gás de fluidização poderem ser introduzidos no CSP, ou através dele. Assim, o tamanho do combustor pode ser reduzido. Um outro benefício de introduzir gás de fluidização do combustor via o CSP é que o(s) ciclone(s) do combustor pode(m) ser incrementalmente menor(s), ou ser operado(s) mais eficientemente. Também, nitrogênio no ar pode ser aquecido e a eficiência térmica alcançada eliminando ou reduzindo a necessidade de superaquecimento de vapor (por exemplo, a 1.493 kg/h de vapor).

[00072] Em modalidades, o gás de fluidização para um ou mais do gaseificador 20, do pote de vedação do gaseificador 80, do pote de vedação do combustor 70 e do combustor 30 compreende gás combustível LP. O gás de fluidização no combustor 30 pode compreender basicamente ar. A taxa de alimentação de gás no combustor pode ser maior, menor, ou igual a cerca de 3,05, 4,57, 6,1, 7,62, 9,14 ou 10,67 metros/s (em certas modalidades).

[00073] A inclinação do pote de vedação do combustor 70 com o combustor 30 fornece o ângulo α, de maneira tal que o meio de transferência de calor (por exemplo, areia), ar e gás de descarte escoem sobre o combustor e de volta dele. O fluxo de entrada de gás de fluidização para o combustor pode ser determinado pelo material de transferência de calor. A velocidade de fluidização de entrada é pelo menos uma quantidade suficiente para fluidizar o meio de transferência de calor dentro do combustor 30. Em modalidades, a velocidade de entrada no combustor é maior ou igual a cerca de 3,05, 4,57, 6,1, 7,62 ou 9,14 metros/s. Em modalidades, a velocidade de entrada do gás de fluidização no fundo do combustor é na faixa de cerca de 4,57 a 10,67 metros/s de cerca de 6,1 a 10,67 metros/s, ou de cerca de 6,1 a 9,14 metros/s. As maiores elevações no combustor, gás de descarte é criado. Isto limita a taxa adequada para introdução de gás de fluidização no combustor.

[00074] Em modalidades, o combustor é operado no modo de fluxo aprisionado. Em modalidades, o combustor é operado no modo de leito de transporte. Em modalidades, o combustor é operado em modo de fluxo de estrangulamento. O fundo do combustor (por exemplo, na entrada, ou perto dela, do meio de transferência de calor circulante do gaseificador) pode ser operado a aproximadamente 593 °C, 649 °C, 167 °C ou 760 °C, e a saída do combustor (no seu topo, ou próximo deste; por exemplo, na saída de materiais para o ciclone(s), ou perto desta) pode ser operado a aproximadamente 760 °C, 816 °C, ou 871 °C. Assim, os pés cúbicos reais de gás presentes aumentam com a elevação no combustor (por causa da combustão do carvão animal e/ou combustível suplementar). Em modalidades, fluxo de ar em excesso é retornado para o combustor.

[00075] O gás de fluidização para o combustor pode ser ou pode compreender oxigênio no ar, ar enriquecido com oxigênio, oxigênio substancialmente puro, por exemplo, de uma unidade de adsorção com oscilação de vácuo (VSA) ou uma unidade de adsorção com oscilação de pressão (PSA), oxigênio de uma unidade de destilação criogênica, oxigênio de uma tubulação, ou uma combinação destas. O uso de oxigênio ou ar enriquecido com oxigênio pode permitir uma redução no tamanho do vaso, entretanto, a temperatura de fusão da cinza deve ser considerada. Quanto maior a concentração de O2 na alimentação do combustor, tanto mais alta a temperatura de combustão. A concentração de oxigênio é mantida em um valor que mantém uma temperatura de combustão menor que a temperatura de fusão da cinza da alimentação. Assim, a máxima concentração de oxigênio alimentada no combustor pode ser selecionada determinando-se a temperatura de fusão da cinza da alimentação específica utilizada. Em modalidades, o gás de fluidização alimentado no fundo do combustor compreende de cerca de 20 a cerca de 100 mol porcento de oxigênio. Em modalidades, o gás de fluidização compreende cerca de 20 mol porcento de oxigênio (por exemplo, ar). Em modalidades, o gás de fluidização compreende oxigênio substancialmente puro (limitado pelas propriedades de fusão da cinza do carvão animal, combustível suplementar e material de transferência de calor alimentado nele). Em modalidades, o gás de fluidização do combustor compreende gás residual de processo PSA.

[00076] O combustor pode ser projetado para operação com cerca de 10 porcento em volume de excesso de oxigênio no gás de processo da combustão. Em modalidades, o combustor é operável com excesso de oxigênio na faixa de cerca de 0 a cerca de 20 porcento em volume, de cerca de 1 a cerca de 14 porcento em volume, ou de cerca de 2 a cerca de 10 porcento em volume em excesso de O2. Em modalidades, a quantidade de excesso de O2 alimentado no combustor é maior que 1 porcento em volume e/ou menor que 14 porcento em volume. Desejavelmente, é provido um excesso de ar suficiente para que o modo de oxidação parcial seja evitado. Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB é operável com excesso de O2 no combustor na faixa de mais que 1 a menos que 10 e o gás de descarte compreende menos que 15, 10 ou 7 ppm CO. Em modalidades, oxigênio é utilizado para produzir mais vapor. Em modalidades, por exemplo, quando o gás de descarte quente será introduzido em um segundo combustor (por exemplo, sem limitação, no combustor de um segundo gaseificador de leito fluidizado duplo (DFB) revelado, por exemplo, no pedido de patente U.S. No. 12/691.297, depositado em 21 de janeiro de 2010, cuja revelação está por meio deste incorporada aqui com todos os propósitos não contrários a esta revelação), a quantidade de excesso de oxigênio pode ser na faixa de cerca de 5 a cerca de 25 porcento, ou pode ser mais que cerca de 5, 10, 15, 20 ou 25%, provendo oxigênio para um combustor à jusante. Em modalidades nas quais vapor pode ser vendido no valor, mais excesso de O2 pode ser utilizado para produzir mais vapor para venda/uso. Em modalidades, um gás de descarte rico em CO, rico em nitrogênio é produzido pela operação do combustor 30 do sistema de gaseificação DFB aqui revelado com excesso de oxigênio de mais que 7, 10 ou 15%.

[00077] Combustíveis Suplementares para o Combustor. Em modalidades, combustíveis suplementares podem ser introduzidos no combustor 30, por exemplo, por meio da linha de entrada de combustível suplementar 122. Os combustíveis suplementares podem ser correntes residuais carbonáceas ou não carbonáceas e podem ser gasosas, líquidas e/ou sólidas. Por exemplo, em modalidades, cera Fischer-Tropsch usada (que pode conter até cerca de 5, 10, 15, 20, 25 ou 30 porcento em peso de catalisador) pode ser introduzida no combustor (e/ou no gaseificador, como discutido adicionalmente a seguir). Em modalidades, cera Fischer-Tropsch é produzida à jusante e cera Fischer-Tropsch usada é reciclada como combustível para o combustor. Como discutido adicionalmente a seguir, tal cera usada pode alternativamente, ou adicionalmente, também ser introduzida no gaseificador, desde que ela craqueie em condições operacionais nele. Em modalidades, coque de petróleo é alimentado no combustor, como uma fonte de combustível.

[00078] Em modalidades, uma corrente de hidrocarbonetos em suspensão (por exemplo, alcatrão, que pode resultar de um sistema de remoção de alcatrão) é introduzida no combustor para recuperação do seu valor calorífico. O alcatrão pode ser obtido de qualquer aparelho de remoção de alcatrão conhecido na técnica, por exemplo, de um absorvedor de líquido tal como, mas sem limitações, uma unidade OLGA (por exemplo, uma Dahlman OLGA). Tais alcatrões removidos compreendem hidrocarbonetos pesados que podem ser reutilizados como um componente de alimentação/combustível no combustor 30. Em modalidades, gás residual de processo (por exemplo, gás residual de processo Fischer-Tropsch, gás residual de processo PSA, gás residual de processo VSA e/ou gás residual de processo melhorador da qualidade) é utilizado como um combustível para o combustor.

[00079] Em modalidades, uma alimentação líquida tal como, mas sem limitações, resíduos de tanque de refinaria, óleo combustível pesado, óleo combustível líquido (LFO), alcatrão Fischer-Tropsch e/ou um outro material (por exemplo, material residual) com um poder calorífico, é introduzido no combustor. Bicos podem ser posicionados acima da perna para introdução de tal(s) material(s) líquido(s) no combustor. Isto pode ajudar o fluxo de líquido para a perna e evitar produção de pontos frios no refratário. Desta maneira, material de transferência de calor circulante pode ser utilizado para circular o líquido e o líquido pode ser carregado para o combustor por meio do gás de fluidização do combustor (por exemplo, ar).

[00080] O combustor 30 pode ser fabricado com um refratário de face dura de 2-4 polegadas (50,8 a 101,6 mm) de espessura. Em modalidades, o combustor tem pelo menos 2" (50,8 mm) de face dura. Em modalidades, o combustor 30 tem pelo menos 3" (76,2 mm) de face dura. Em modalidades (por exemplo, em modalidades de isolamento inferior), o combustor pode compreender um refratário de face dura com uma camada isolante envolvendo a face dura. A camada isolante pode ser mais espessa que 2 polegadas (50,8 mm). Em modalidades, a camada isolante é mais espessa que camada da face dura. A camada da face dura pode ter uma maior condutividade térmica e durabilidade do que a camada isolante.

[00081] Em modalidades, o combustor é substancialmente cilíndrico. Em modalidades, o combustor é não cilíndrico. Em modalidades, o combustor é cônico no fundo e/ou no topo. Em modalidades, o combustor é cônico no fundo, por exemplo, quando o gás de fluidização para o combustor compreende uma alta concentração de oxigênio. Em modalidades, o combustor compreende uma seção de desencaixe cônica no topo (entretanto, esta modalidade pode indesejavelmente reduzir a velocidade superficial no separador gás/sólido do(s) combustor(s) à jusante). Em modalidades, a saída do combustor compreende canais configurados para reciclagem de material de transferência de calor para o leito fluidizado do combustor e redução do carregamento de particulado no(s) separador(s) primário(s). Em modalidades, a saída do combustor é corrugada para reduzir o carregamento de particulado no(s) ciclone(s) primário(s).

[00082] Em modalidades, o combustor é pressurizado. O combustor pode ser operável a uma pressão de mais que 0 kPa man. até uma pressão que é pelo menos 13.78951 kPa man. menor que a pressão operacional do gaseificador. Ou seja, a fim de manter fluxo contínuo de materiais do combustor de volta para o gaseificador, a pressão do combustor, PC, na entrada do combustor que pode ser medida por um manômetro localizado próximo à saída de gás de descarte, é menor que a pressão do gaseificador/pirolisador, PG. A pressão na saída HTM do combustor, PC,FUNDO (que tem que ser maior que PG), é igual à soma da pressão, PC, no topo do combustor e a coluna de pressão provida pelo material no combustor. A coluna de pressão provida pela mistura de material de transferência de calor/gás dentro do combustor é igual a pCgh, onde pC é a densidade média do material (por exemplo, o leito fluidizado de material de transferência de calor) dentro do combustor, g é a aceleração da gravidade, e h é a altura do “leito” de material dentro do combustor. A altura de material (por exemplo, material de transferência de calor tal como areia, e outros componentes tal como carvão animal, etc.) dentro do combustor é ajustada para garantir fluxo de materiais de volta para o gaseificador.

[00083] Assim, PC,FUNDO que é igual a PC + pCgAh tem que ser maior que a pressão do gaseificador, PG. As alturas e relacionamentos entre o combustor e gaseificador são selecionadas de maneira tal que pressão adequada seja provida para manter fluxo contínuo do combustor para o gaseificador, e de volta.

[00084] Em modalidades, a pressão operacional do combustor, PC, é até ou cerca de 275.7903, 310.2641 ou 344.7379 kPa man. Em modalidades, com base nos critérios de projeto para 30-40 pé/ para velocidade do gás no combustor, a máxima pressão operacional do combustor é cerca de 310.2641 kPa man. Em modalidades, se a pressão operacional do combustor for aumentada, então a energia da pressão pode ser recuperada pelo uso de um expansor. Assim, em modalidades, um ou mais expansores são posicionados à jusante da saída de gás do combustor e à montante do aparelho de recuperação de calor (discutido adicionalmente a seguir). Por exemplo, quando operado com oxigênio puro, o diâmetro do combustor pode ser menor no seu fundo do que no topo. Em modalidades, um expansor é incorporado depois dos ciclones (em virtude de a eficiência do ciclone aumentar com maiores pressões). Em modalidades, um ou mais expansores são posicionados à montante de um ou mais filtros de saco, que podem ser desejavelmente operado a menores pressões. Em modalidades, o sistema compreende um expansor à jusante de um ou mais ciclones do combustor. O expansor pode ser operável a uma pressão maior que 103.4214, 137.8951 ou 206.8427 kPa man. Um ou mais expansores podem ser operáveis para recuperar energia PV.

[00085] Separador(s) de Combustão / Recuperação de calor: A velocidade superficial selecionada para os separadores gás/sólido (que podem ser ciclones) será selecionada de forma a maximizar a sua eficiência e/ou reduzir erosão. Os ciclones podem ser operáveis a uma velocidade superficial na faixa de cerca de 19,8 a 25,9 m/s, de cerca de 21,3 a 25,9 m/s, ou a cerca de 19,8, 21,3, 22,9, 24,4 ou 25,9 m/s.

[00086] Como mostrado na figura 1, a saída do combustor pode ser fluidicamente conectada, por meio da linha de saída do combustor 106, com um ou mais separadores de particulado do combustor 60 (por exemplo, ciclones HTM). Gás de descarte é extraído do(s) separador(s) do combustor 60 por meio da linha de gás de descarte baixo de particulado 112, enquanto sólidos separados (por exemplo, HTM) são introduzidos no GSP 80, por exemplo, por meio da perna 61. Um ou mais ciclones podem ser configurados em qualquer arranjo, com qualquer número de ciclones em série e/ou em paralelo. Por exemplo, um primeiro banco de ciclones (por exemplo, de um a quatro ou mais ciclones) operado em paralelo pode ficar em série com um segundo banco de ciclones compreendendo de um a quatro ou mais ciclones em paralelo, e assim por diante. O sistema pode compreender qualquer número de bancos de ciclones.

[00087] Um ou mais ciclones HTM de combustão podem ser conectados com um ou mais ciclones de cinza, e os ciclones de cinza podem ser seguidos pela recuperação de calor. Em tais modalidades, os ciclones são ciclones revestidos com refratário ou material exótico de alta temperatura. Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB compreende dois, três ou quatro separadores do combustor em série. Em modalidades, um a dois bancos de ciclones HTM de combustão são seguidos por um ou mais bancos de ciclones de cinza. Em modalidades, dois ciclones HTM de combustão são seguidos por um ou mais que um ciclone de cinza do combustor. Um ou mais ciclones HTM podem ter uma especificação de desempenho de mais que 99, mais que 99.9 ou mais que 99,98% de remoção de material de transferência de calor (dois ou mais ciclones do combustor podem ser utilizados para atingir a eficiência desejada). Em modalidades, um ou mais ciclone de cinza podem ser operados para remover cinza, por exemplo, a fim de reduzir o tamanho de um saco de filtro à jusante. Em modalidades, um ou mais ciclones de cinza são operáveis para prover mais que cerca de 60%, 70%, 80%, 85% ou 90% de remoção de cinza de um gás introduzido nele.

[00088] Em modalidades alternativas, o aparelho de recuperação de calor é posicionado entre o(s) ciclone(s) HTM e o(s) ciclone(s) de remoção de cinza. Em tais modalidades, gás de descarte do combustor é introduzido em um ou mais ciclones HTM do combustor. O gás que sai de um ou mais ciclones HTM é introduzido em um ou mais aparelhos de recuperação de calor. O gás que sai de um ou mais aparelhos de recuperação de calor é então introduzido em um ou mais ciclones de cinza para remoção de cinza dele. O aparelho de recuperação de calor pode compreender um ou mais selecionados do grupo consistindo em pré-aquecedores de ar (por exemplo, um pré- aquecedor de ar de combustão), superaquecedores de vapor, unidades de recuperação de calor residual (por exemplo, caldeiras) e economizadores. Em modalidades, recuperação de calor gera vapor. Em tais modalidades compreendendo recuperação de calor à montante de remoção de cinza, um ou mais ciclones de remoção de cinza podem não ser revestidos com refratário, isto é, um ou mais ciclones de remoção de cinza podem ser endurecidos na face, mas ciclone(s) de menor temperatura em relação a sistemas compreendendo remoção de cinza à montante da recuperação de calor. Em modalidades, os ciclones de remoção de cinza são operáveis a temperaturas menores que 204 °C, menores que 194 °C, ou menores que 167 °C. Em modalidades, os ciclones de remoção de cinza de menores temperaturas são fabricados de carboneto de silício.

[00089] Em modalidades, recuperação de calor é utilizada para produzir vapor superaquecido. Em modalidades, o vapor superaquecido é produzido a uma temperatura na faixa de cerca de 139 °C a cerca de 204 °C e uma pressão na faixa de cerca de 689.4757 kPa man. a cerca de 2068.427 kPa man.

[00090] Em modalidades compreendendo recuperação de calor à montante da recuperação de cinza, a face dos tubos pode ser constituída e/ou a velocidade reduzida em fluxo descendente a fim de minimizar erosão do aparelho de recuperação de calor (por exemplo, tubos de transferência de calor). A velocidade para os ciclones em tais modalidades pode ser menor que 24,4, 22,9, 21,3 ou 19,8 m/s. Se a velocidade for reduzida devidamente, a cinza não grudará no aparelho de recuperação de calor (por exemplo, nos tubos da caldeira de calor residual e/ou nos tubos do superaquecedor), e não correrão inaceitavelmente os mesmos.

[00091] Em modalidades, gás de descarte do combustor é introduzido direta ou indiretamente no economizador de uma caldeira para recuperação de calor e, por exemplo, produção de energia.

[00092] Em modalidades, o sistema DFB compreende uma ou mais caixas de desencaixe. Uma caixa de desencaixe como esta pode ser utilizada em substituição ou em adição ao ciclone do combustor(s) e/ou o(s) ciclone(s) do gaseificador. Uma caixa de desencaixe como esta pode compreender uma pluralidade de canais. Uma caixa de desencaixe como esta pode ser mais desejável no lado do gás de processo (gaseificador/pirolisador) para garantir ainda mais que HTM é efetivamente removido do gás de processo de gaseificação.

[00093] Pote de Vedação do Gaseificador (GSP) e Pote de Vedação do Combustor (CSP). Referindo-se agora à figura 1, o ângulo α entre o pote de vedação e o vaso (isto é, entre o pote de vedação do combustor e o combustor e/ou entre o pote de vedação do gaseificador e o gaseificador) pode ser na faixa de cerca de 5 a cerca de 90°, de cerca de 5 a cerca de 80°, ou de cerca de 5 a cerca de 60°. Em modalidades, α é menor que 45°. Utilização de um maior α em geral dita um menor pote de vedação. Menores ângulos podem ser operáveis com o uso de fluidização/aeração para manter a fluidização. Em geral, para ângulos α entre 5 e cerca de 45 graus, fluidização/aeração pode também ser utilizada. Em modalidades, um menor ângulo, tal como um ângulo de cerca de 5 graus, é utilizada no projeto de forma que o pote de vedação (CSP e/ou GSP) seja relativamente pequeno e a altura geral da unidade (isto é, o empilhamento) pode ser reduzida.

[00094] Como mencionado anteriormente, o gás de fluidização do pote de vedação pode ser ou compreender outro gás, em adição ou sem substituição a vapor. Por exemplo, gás de descarte do combustor e/ou gás de síntese reciclado pode ser utilizado como gás de fluidização para o GSP. Em modalidades, o gás de fluidização para o CSP, o GSP ou ambos compreendem vapor. Quando gás de síntese reciclado é utilizado para fluidização do GSP, o gás de síntese é retornado para o gaseificador e pode prover gás de síntese limpo adicional do sistema DFB. Pelo uso de não vapor como o gás de fluidização no(s) pote(s) de vedação, vapor pode ser reduzido ou substancialmente eliminado do gás produto, aumentando assim o seu número Wobbe, que pode ser benéfico para processos à jusante (tal como, por exemplo, produção de energia à jusante, discutido adicionalmente a seguir). Em modalidades, gás residual de processo melhorador da qualidade compreendendo enxofre é utilizado como gás de fluidização para o GSP.

[00095] Remoção de Compostos de Enxofre do Produto Gás de Gaseificação de Síntese por meio da Utilização de Cinza de Madeira. Enxofre pode sair do sistema de gaseificação DFB revelado com o gás de processo, o gás de descarte do combustor, e/ou com a cinza. Remoção do enxofre como um sólido pode ser desejada. Em modalidades, cinza (por exemplo, cinza de madeira) dos ciclones de remoção de cinza é utilizada remover enxofre mercaptana e/ou H2S do gás de síntese. Em modalidades, remoção enxofre mercaptana e/ou H2S é feita a um pH maior ou igual a cerca de 7,5, 7,7 ou 8. Em modalidades, a cinza (por exemplo, cinza de madeira) compreende, por exemplo, NaOH e/ou Ca(OH)2. Em modalidades, um material de extração de enxofre é adicionado com o material de transferência de calor, de maneira tal que enxofre pode ser removido com cinza. O material de extração de enxofre pode compreender um material de cálcio, tal como óxido de cálcio (CaO), que pode ser convertido em sulfato de cálcio e a saída do sistema com um sólido. Em modalidades, água de cinza (compreendendo NaOH e/ou Ca(OH)2) é utilizada para lavar enxofre dos gases de saída. Por exemplo, o sistema pode compreender uma torre de lavagem para limpar o gás de processo. Dependendo da basicidade da água de cinza, ela pode ser utilizada, em modalidades, como água de lavagem. Tal lavagem pode ser feita à montante de um ESP ou outro separador de particulado configurado para remover particulados.

[00096] Exceto pelo ar, os diferentes gases de fluidização mencionados para o CSP podem ser utilizados igualmente para o GSP. (Em modalidades, uma porcentagem de ar (por exemplo, menos que 4 porcento em volume) pode ser utilizada no GSP para prover maior temperatura no gaseificador). O gás de fluidização no GSP pode ser selecionado do grupo consistindo em gás de descarte, vapor, gás de síntese reciclado, e combinações destes.

[00097] Em modalidades, os potes de vedação são redondos. Em modalidades, os potes de vedação são retangulares. Em modalidades, os potes de vedação são quadrados. Em modalidades, a pressão operacional é menor que cerca de 103.4214 kPa man. e os potes de vedação não são redondos. O uso de desenhos de potes de vedação quadrados e/ou retangulares pode permitir um espaçamento mais estreito entre eles.

[00098] Para o GSP, a velocidade de fluidização mínima para o material de transferência de calor é estabelecida em qualquer ponto de tempo. Ou seja, a velocidade inicial mínima de fluidização é determinada pelo tamanho de partícula médio inicial (por exemplo, 100 μm). Depois de um tempo na corrente (por exemplo, 120 dias), o material de transferência de calor pode ter um tamanho de partícula médio reduzido (por exemplo, cerca de 25 μm); assim, a velocidade de fluidização mínima muda (diminuindo com tempo na corrente/redução do tamanho HTM). O CSP e GSP pode ser selecionado de maneira tal que eles tenham um tamanho adequado para lidar com a máxima velocidade de fluidização prevista, isto é, geralmente o valor de partida. Em modalidades, a velocidade de fluidização mínima do GSP é inicialmente alta e diminui com o tempo. Entretanto, é possível que, se ocorrer aglomeração, a velocidade de fluidização mínima pode aumentar. A velocidade de fluidização mínima é determinada pelo material de transferência de calor, em particular pelo tamanho de partícula médio, pela densidade e/ou pela sua fração de vazios. Em modalidades, a velocidade de fluidização mínima é maior que cerca de 0,06 m/s. Em modalidades, a velocidade de fluidização mínima é maior que cerca de 0,46 m/s. À medida que a distribuição do tamanho de partícula (PSD) diminui, a velocidade de fluidização do pote de vedação diminui.

[00099] O diâmetro dos potes de vedação pode ser estabelecido pelo número de penetrações de perna, isto é, quantos ciclones você tem e/ou pelos ângulos nos quais as pernas entram no pote de vedação. Pernas podem ser anguladas para permitir menor comprimento de perna. Em modalidades, as pernas do ciclone do combustor entram no topo dos potes de vedação do gaseificador, como com o CSP (onde as pernas do ciclone do gaseificador entram no CSP). O CSP e/ou o GSP pode conter um distribuidor configurado para distribuir gás uniformemente através da sua seção transversal (por exemplo, o diâmetro). Em modalidades, o distribuidor é posicionado no fundo do CSP e/ou do GSP, ou perto destes. Em modalidades, para minimizar/evitar erosão da perna de vedação, a distância mínima entre o distribuidor (isto é, os bicos de fluidização) no fundo do pote de vedação (GSP e/ou CSP) e no fundo da(s) perna(s) que projetam-se nele é 25,4, 27,94, 30,48, 33,02, 35,56, 38,1, 40,64, 43,18 ou 45,72 centímetros. Em modalidades, existe uma distância de mais que 38,1, 40,6, 43,2 ou 45,7 centímetros entre o distribuidor do pote de vedação e a(s) perna(s) do ciclone. Desejavelmente, o espaçamento perna a perna e/ou o espaçamento ID da perna para o refratário é pelo menos 25,4, 27,94 ou 30,48 centímetros. Em modalidades, o espaçamento perna a perna e o espaçamento ID perna para o refratário é pelo menos cerca de 30,48 centímetros. Em modalidades, as pernas são suportadas. Tal suporte pode ser provido para minimizar/impedir vibração das pernas. Para o GSP, a vedação pode realmente ficar dentro da perna do(s) ciclone do combustor e do GSP (uma vez que o gaseificador 20 está a uma maior pressão do que o separador do combustor 60).

[000100] O GSP é projetado com uma cabeça adequada de material de transferência de calor para minimizar refluxo. A altura do GSP é baseada em uma margem de projeto. Em modalidades, a margem de projeto é na faixa de cerca de 6.894757 kPa man. a cerca de 34.47379 kPa man., ou é maior ou igual a cerca de 6.894757, 13.78951, 20.68427, 27.57903, ou 34.47379 kPa man. A cabeça de material de transferência de calor (por exemplo, areia) proverá ΔP (queda de pressão) pelo menos suficiente para impedir refluxo de gás/impedir que gaseificador refluxe para dentro do ciclone do combustor. A distribuição de bicos tanto no CSP quanto no GSP pode ser na faixa de cerca de um a cerca de quatro bicos por pé quadrado. Em modalidades, os distribuidores em todo ou qualquer vaso (gaseificador, combustor, CSP e GSP) compreendem de cerca de um a cerca de quatro bicos por pé2.

[000101] Em modalidades, um ou mais dos potes de vedação (qualquer um ou ambos de um pote de vedação do combustor, CSP, e/ou um pote de vedação do gaseificador, GSP) é substituído com uma válvula L ou uma válvula J. Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB revelado compreende uma ou mais válvulas J no lugar de um CSP. Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB compreende uma ou mais válvulas J no lugar de um GSP. Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB compreende múltiplos CSPs. Em modalidades, os múltiplos CSPs são substancialmente idênticos. Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB compreende múltiplos GSPs. Em modalidades, os múltiplos GSPs são substancialmente idênticos. Em modalidades, o sistema de gaseificação revelado compreende pelo menos um ou mais CSP e pelo menos um ou mais GSP. A vedação do CSP pode ser dentro do CSP (enquanto a vedação no GSP pode simplesmente estar dentro de uma perna). Em modalidades, uma válvula J é utilizada no gaseificador, em vez de um GSP.

[000102] A altura do CSP é determinada pela pressão necessária para a vedação, que é a diferencial de pressão entre o ciclone do gaseificador e o combustor. A pressão do combustor mais uma margem de projeto pode ser utilizada para determinar a altura desejada do CSP (isto é, a altura desejada do material de transferência de calor nele). Em modalidades, a pressão é próxima da atmosférica. Em modalidades, o ΔP é maior que 13.78951 kPa man.. Em modalidades, o ΔP é na faixa de cerca de 13.78951 kPa man. a cerca de 172.3689 kPa man., de cerca de 13.78951 kPa man. a cerca 137.8951 kPa man., ou de cerca de 13.78951 kPa man. a cerca de 103.4214 kPa man. Em modalidades, o diferencial de pressão é cerca de 68.94757, 82.73709, 103.4214 ou 137.8951 kPa man. Desejavelmente, o ΔP não é menor que cerca de 13.78951 kPa man., já que equalização de pressão é indesejável. Em modalidades, um menor ΔP é utilizado, permitindo assim o uso de um menor CSP 70.

[000103] Sistemas à jusante. O sistema de gaseificação DFB pode compreender adicionalmente o aparelho 100 à jusante do gaseificador de leito fluidizado duplo. Por exemplo, o aparelho à jusante 100 pode incluir um ou mais selecionados do aparelho de síntese Fischer-Tropsch, do aparelho de produção de energia, do aparelho de produção de produtos químicos não Fischer-Tropsch, do aparelho de remoção de alcatrão, do aparelho de recuperação de calor, do aparelho de remoção de dióxido de carbono, de sistemas de lavagem, de expansores, e combinações destes. Na figura 1, a linha 117 indica genericamente a remoção de produto e/ou subproduto (por exemplo, alcatrão, gás baixo alcatrão, produtos de síntese FT, gás residual de processo FT, gás residual de processo PU, gás lavado, energia, produto com qualidade melhorada, produtos químicos, combustíveis, dióxido de carbono, gás com baixo dióxido de carbono, etc.) do aparelho à jusante 100.

[000104] Em modalidades, o DFB sistema de gaseificação é integrado em um sistema de biomassa em combustíveis e/ou biomassa em energia. Em modalidades, tanto energia quanto combustíveis Fischer-Tropsch são produzidos a partir dos produtos gasosos do gaseificador DFB revelado. Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB é integrado com aparelho de produção de energia, por meio do que o sistema é utilizado (por exemplo, basicamente) para a produção de energia. Em modalidades, o sistema é integrado com aparelho de síntese Fischer-Tropsch e usados utilizada basicamente para a produção de combustíveis líquidos (por exemplo, combustíveis Fischer-Tropsch).

[000105] Em modalidades, cerca de 10 a cerca de 30% do gás de síntese produto de um DFB aqui revelado é desviado para geração de energia e pelo menos uma porção do gás produto restante é utilizada para a produção de combustíveis Fischer-Tropsch. Em tais modalidades, pelo menos uma porção do gás residual de processo Fischer-Tropsch da produção de combustíveis Fischer-Tropsch pode ser misturada com o gás de síntese desviado para prover um gás com um número Wobbe adequado para a produção de energia. A figura 2 é um esquema de um sistema integrado 10A compreendendo um sistema de gaseificação de leito fluidizado/“gaseificador” duplo 110 de acordo com esta revelação, e o aparelho à jusante 100A configurado para síntese Fischer-Tropsch e produção de energia. O sistema de gaseificação 110 é como descrito com relação ao sistema de gaseificação 10 na figura 1. O sistema integrado 10A compreende gaseificador DFB 110, aparelho de produção de energia 140, e aparelho de síntese Fischer-Tropsch 130. A alimentação carbonácea é gaseificada no gaseificador DFB 110, como descrito anteriormente, produzindo gás de síntese “sujo”. O sistema integrado 10A pode compreender aparelho 120 configurado para limpar o gás de síntese “sujo” para prover um gás de síntese com menos componentes indesejáveis (isto é, com reduzidas quantidades de hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor d”água, sulfeto de hidrogênio, e/ou etc.) e/ou uma razão molar desejada de hidrogênio para monóxido de carbono. Por exemplo, o aparelho 120 pode compreender um aparelho de oxidação parcial fluidicamente conectado por meio da linha 115 com o gaseificador DFB 110, e configurado para submeter o gás de síntese “sujo” a oxidação, produzindo um gás de síntese “limpo”. Um reator POx pode ser operável a uma temperatura maior ou igual a cerca de 1.093 °C, 1.149 °C ou 1.204 °C. Oxigênio pode ser introduzido no aparelho 120 (por exemplo, um reator POx) por meio da linha 116. Uma linha 125 pode ser configurada para introduzir pelo menos uma porção do gás de síntese “limpo” proveniente do aparelho de limpeza 120, por exemplo, em um reator de produção Fischer-Tropsch do aparelho de síntese FT 130. Uma linha 126 pode ser configurada para introduzir pelo menos uma porção do gás de síntese no aparelho de produção de energia 140, configurado para a produção de energia.

[000106] O reator de síntese Fischer-Tropsch 130 pode ser qualquer reator Fischer-Tropsch adequado conhecido na técnica. Em modalidades, o reator de síntese Fischer-Tropsch compreende um catalisador a base de ferro. Em modalidades, o reator de síntese Fischer-Tropsch compreende um catalisador a base de cobalto. Em modalidades, o catalisador é um catalisador de ferro precipitado. Em modalidades, o catalisador Fischer-Tropsch precipitado é um catalisador a base de ferro formado como descrito ou possuindo a composição de catalisador Fischer-Tropsch descrito na patente U.S. No. 5.508.118 e/ou pedidos de patente U.S. No. 12/189.424, 12/198.459, 12/207.859, 12/474.552 e/ou 12/790.101, cuja revelação de cada qual está por meio deste incorporada aqui na sua íntegra com todos os propósitos não contrários a esta revelação.

[000107] O reator de produção Fischer-Tropsch 130 produz gás residual de processo Fischer-Tropsch e uma variedade de produtos que são geralmente líquidos na temperatura operacional do reator Fischer-Tropsch. Os produtos Fischer-Tropsch líquido podem compreender basicamente hidrocarbonetos. Os produtos Fischer-Tropsch líquidos podem compreender basicamente hidrocarbonetos alifáticos de cadeia longa. Gás residual de processo pode ser removido do reator Fischer-Tropsch 130 por meio de uma linha de gás residual de processo 136 e produtos de síntese Fischer-Tropsch podem ser removidos por meio da linha 137 e/ou 135.

[000108] O sistema integrado 10A pode compreender adicionalmente aparelho de melhoria da qualidade de produto 130B configurado para melhorar a qualidade de produtos líquidos da síntese Fischer-Tropsch e fluidicamente conectado com aparelho de síntese Fischer-Tropsch 130 por meio da linha 135, por meio do que pelo menos uma porção dos produtos líquidos do reator Fischer-Tropsch 130 pode ter a qualidade melhorada em produtos mais desejados. O aparelho de melhoria da qualidade de produto 130B pode compreender aparelho de hidrotratamento, aparelho de hidrocraqueamento, aparelho de hidroisomerização e/ou qualquer outro aparelho de melhoria da qualidade de produto conhecido pelos versados na técnica. Os produtos do reator Fischer-Tropsch 130 e/ou do aparelho de melhoria da qualidade de produto 130B removidos por meio das linhas 137 e 138, respectivamente, podem compreender basicamente combustível de jato, basicamente combustível diesel, basicamente gasolina, basicamente nafta, ou alguma combinação de um ou mais selecionados de combustível de jato, combustível diesel, gasolina, e nafta.

[000109] Melhoria da qualidade pode criar um gás residual de processo melhorador da qualidade, removido do sistema integrado 10A por meio da linha 139. Como anteriormente discutido, um gás residual de processo melhorador da qualidade como este pode ser utilizado como combustível para o combustor do DFB sistema de gaseificação 110, e/ou como gás de fluidização em um CSP, um GSP, e/ou o gaseificador deste. Em tais modalidades, a linha de saída de gás residual de processo melhorador da qualidade 139 pode conectar fluidicamente o melhorador de qualidade do produto 130B com o combustor 30, com o CSP 70, com o GSP 80 e/ou com o gaseificador 20.

[000110] O aparelho de produção de energia 140 pode ser qualquer aparelho conhecido na técnica para a produção de energia, indicado na figura 2 por meio da linha 145. Em modalidades, o aparelho de produção de energia 140 compreende uma turbina de gás. Em modalidades, pelo menos uma porção do gás residual de processo removido do reator de síntese Fischer- Tropsch 130 por meio da linha 136 é introduzida no aparelho de produção de energia 140. Em modalidades, uma porção do gás residual de processo Fischer-Tropsch é utilizada para a produção de energia e uma porção é utilizada no gaseificador DFB de sistema de gaseificação 110, como discutido com detalhes anteriormente. Por exemplo, uma porção do gás residual de processo Fischer-Tropsch pode ser utilizada como combustível para o combustor do sistema de gaseificação DFB 10/110, e/ou como gás de fluidização em um CSP, um GSP e/ou no seu gaseificador. Em tais modalidades, a linha de saída de gás residual de processo FT 136 pode ser fluidicamente conectada com o combustor 30, com o CSP 70, com o GSP 80 e/ou com o gaseificador 20.

[000111] Em modalidades, um sistema de gaseificação DFB desta revelação compreende adicionalmente um sistema de remoção de alcatrão à jusante dos ciclones do gaseificador e configurado para remoção de alcatrão do produto gás de síntese. Em modalidades, o sistema de remoção de alcatrão é um aparelho de recuperação de calor à jusante. O sistema de remoção de alcatrão pode compreender uma unidade Dahlman, que compreende uma lavagem de solvente multiestágios (isto é, óleo). A unidade Dahlman pode ser operável com gás de síntese a uma temperatura de pelo menos ou cerca de 343 °C, 371 °C, 399 °C, 427 °C, 454 °C ou 482 °C. Como anteriormente discutido, uma porção dos alcatrões removidos pode ser reciclada para o combustor do sistema de gaseificação DFB para uso como combustível.

[000112] Em modalidades, o sistema de gaseificação DFB compreende adicionalmente uma unidade POx, uma caldeira ou um NiDFB (anteriormente mencionados) à jusante do gaseificador. Em modalidades, o gás de síntese é provido para a produção à jusante de produtos químicos e o sistema de gaseificação DFB compreende adicionalmente aparelho para a produção à jusante de produtos químicos e/ou combustíveis sem ser combustíveis e/ou produtos químicos Fischer-Tropsch. O aparelho à jusante pode ser qualquer aparelho conhecido na técnica configurado para a produção de metanol, etanol, amônia, fertilizante, etc., a partir de gás de gaseificação compreendendo hidrogênio e monóxido de carbono.

[000113] Em modalidades, é provido um sistema para a produção de combustível de jato, o sistema compreendendo um gaseificador DFB aqui revelado, aparelho de reforma de alcatrão, um ou mais reatores de lama Fischer-Tropsch, aparelho de hidrocraqueamento e/ou aparelho de hidrotratamento.

[000114] Recursos/Vantagens: O sistema e método revelados permitem a produção de gás pelo uso de um pirolisador de alta produção e um combustor externo, incorporando circulação de um material de transferência de calor para fornecer calor para as reações de gaseificação endotérmicas. Por meio do sistema e método revelados, reações de combustão exotérmicas são separadas das reações de gaseificação endotérmicas. As reações de combustão exotérmica ocorrem em um combustor, ou próximas deste, enquanto as reações de gaseificação endotérmicas ocorrem no gaseificador/pirolisador. Esta separação de processos endotérmicos e exotérmicos pode prover um gás produto de alta densidade de energia sem a diluição de nitrogênio presente em sistemas de gaseificação por sopro de ar convencionais.

[000115] Embora modalidades preferidas da invenção tenham sido mostradas e descritas, suas modificações podem ser feitas pelos versados na técnica sem fugir do espírito e preceitos da invenção. As modalidades aqui descritas são apenas exemplares, e não visam ser limitantes. Muitas variações e modificações da invenção reveladas aqui são possíveis e estão dentro do escopo da invenção. Onde faixas ou limitações numéricas estão expressamente declaradas, deve-se entender que tais faixas ou limitações expressas incluem faixas ou limitações interativas de mesma magnitude que caem nas faixas ou limitações expressamente declaradas (por exemplo, de cerca de 1 a cerca de 10 inclui, 2, 3, 4, etc.; mais que 0,10 inclui 0,11, 0,12, 0,13, e assim por diante). O uso do termo "opcionalmente" com relação a qualquer elemento de uma reivindicação deve significar que o elemento em questão é exigido, ou, alternativamente, não é exigido. Ambas alternativas devem estar dentro do escopo de acordo com a reivindicação. O uso de termos mais abrangentes tais como compreende, inclui, com, etc. deve ser entendido de forma a dar suporte para termos mais restritos tais como consistindo, consistindo essencialmente, compreendido substancialmente, e similares.

[000116] Dessa maneira, o escopo de proteção não está limitado pela descrição aqui apresentada, mas é limitado apenas pelas reivindicações seguintes, esse escopo incluindo todos equivalentes da matéria em questão das reivindicações. Toda e qualquer reivindicação está incorporada na especificação como uma modalidade da presente invenção. Assim, as reivindicações são uma descrição adicional e são uma adição às modalidades preferidas da presente invenção. As revelações de todas patentes, pedidos de patente, e publicações aqui citadas estão por meio desta incorporadas pela referência, até o ponto em que elas fornecem detalhes exemplares, procedurais ou outros detalhes suplementares aos aqui apresentados.

Claims

1. Sistema configurado para a produção de pelo menos um produto selecionado do grupo consistindo em gás de síntese, produtos de síntese Fischer-Tropsch, energia, e produtos químicos, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende: um aparelho de gaseificação de leito fluidizado duplo compreendendo: um gaseificador (20) e um combustor (30), em que o combustor é configurado para aquecer um material de transferência de calor particulado, produzindo assim um gás de descarte do combustor; e em que o gaseificador é configurado para receber o material de transferência de calor particulado aquecido e uma carga de alimentação carbonácea, por meio do que o material de transferência de calor particulado aquecido fornece calor para gaseificação endotérmica da carga de alimentação carbonácea, produzindo assim um gás produto da gaseificação compreendendo hidrogênio e monóxido de carbono, e particulado material aprisionado; e pelo menos um separador (40, 50, 60) de particulado selecionado do grupo consistindo em separadores de particulado do gaseificador configurados para separar gás produto da gaseificação do produto aprisionado; e separadores de particulado do combustor configurados para separar material de transferência de calor particulado aquecido do gás de descarte do combustor; e pelo menos um aparelho (100) selecionado do grupo consistindo em aparelho de produção de energia (140) configurado para produzir energia a partir de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, reatores de oxidação parcial (120) configurados para oxidação de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, aparelho de remoção de alcatrão configurado para reduzir a quantidade de alcatrão no gás produto da gaseificação, aparelho de síntese Fischer-Tropsch (130) configurado para produzir produtos de síntese Fischer-Tropsch a partir de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, aparelho de produção de produtos químicos configurado para a produção de pelo menos um produto não Fischer-Tropsch a partir de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação, e unidades de gaseificação de leito fluidizado duplo configuradas para alterar a composição de pelo menos uma porção do gás produto da gaseificação.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um expansor à jusante de pelo menos um separador de particulado do combustor, e um aparelho de recuperação de calor à jusante do pelo menos um expansor.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um separador de particulado do combustor (60) que é um ciclone, em que o pelo menos um ciclone do combustor é operável a uma velocidade superficial na faixa de 21,34 a 25,91 m/s.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende (a) pelo menos um separador de particulado do gaseificador primário (40) configurado para separar material de transferência de calor particulado do produto aprisionado, provendo assim um produto baixo particulado compreendendo cinza, e pelo menos um separador de particulado do gaseificador secundário (50) configurado para separar material de transferência de calor particulado do produto baixo particulado, (b) pelo menos um separador de particulado do combustor primário (60) configurado para separar material de transferência de calor particulado do gás de descarte, provendo assim um gás de descarte baixo particulado compreendendo cinza, e pelo menos um separador de particulado do combustor secundário configurado para separar material de transferência de calor particulado do gás de descarte baixo particulado; ou tanto (a) quanto (b).

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que é configurado para introdução dos materiais particulados separados do separador de particulado do gaseificador primário (40), do separador de particulado do gaseificador secundário (50), ou de ambos, no combustor (30) para aquecimento nele.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sistema de lavagem à jusante do separador de particulado do gaseificador secundário, um sistema de lavagem à jusante do separador de particulado do combustor secundário, ou ambos, em que o sistema de lavagem é configurado para lavar enxofre de um gás introduzido nele, por meio de seu contato com um líquido compreendendo pelo menos uma porção da cinza.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um separador de particulado do gaseificador primário, o pelo menos um separador de particulado do combustor primário, ou ambos, é configurado para remoção de mais que 99, 99,9 ou 99,98 porcento em peso do material de transferência de calor particulado de um gás introduzido nele.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um separador de particulado do gaseificador secundário, o pelo menos um separador de particulado do combustor secundário, ou ambos, é configurado para remoção de mais que 60, 70, 80, 85 ou 90 porcento em peso da cinza de um gás introduzido nele.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um ou mais aparelhos de recuperação de calor configurados para recuperação de calor do gás produto da gaseificação, do gás de descarte do combustor, ou tanto do gás produto da gaseificação quanto do gás de descarte do combustor, em que o pelo menos um aparelho de recuperação de calor compreende pelo menos um componente selecionado do grupo consistindo em pré-aquecedores de ar, pré-aquecedores de água de alimentação de caldeira, superaquecedores de vapor, caldeiras de calor residual, superaquecedores de calor residual, e economizadores.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende um pré-aquecedor de ar configurado para recuperar calor do gás produto da gaseificação e introduzi-lo no combustor.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende (a) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à jusante do pelo menos um separador de particulado do gaseificador primário, (b) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à jusante do pelo menos um separador de particulado do combustor primário, ou tanto (a) quanto (b).

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende (a) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à montante do pelo menos um separador de particulado do gaseificador secundário, (b) pelo menos um aparelho de recuperação de calor localizado à montante do pelo menos um separador de particulado do combustor secundário, ou tanto (a) quanto (b), em que o pelo menos um separador de particulado secundário à jusante do pelo menos um aparelho de recuperação de calor é operável a uma temperatura menor que 204 °C.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente aparelho de recuperação de calor à jusante de pelo menos um separador de particulado.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um aparelho de vedação selecionado de potes de vedação (70, 80) e válvulas configurados para impedir refluxo de material do combustor para o pelo menos um separador de particulado do gaseificador ou do gaseificador para o pelo menos um separador de particulado do combustor, em que a válvula é selecionada de válvulas J e válvulas L e em que, quando selecionada, a válvula J é configurada para impedir refluxo de material do gaseificador para pelo menos um separador de particulado do combustor.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um pote de vedação selecionado de potes de vedação do combustor (70) configurados para impedir refluxo de material do combustor para o pelo menos um separador de particulado dos potes de vedação do gaseificador e potes de vedação do gaseificador (80) configurados para impedir refluxo de material do gaseificador para o pelo menos um separador de particulado do combustor, em que o pelo menos um pote de vedação é configurado para operação a uma velocidade de fluidização mínima maior que 0,2 pé/s (0,06 m/s), preferivelmente maior que 1,5 pé/s (0,46 m/s), e a queda de pressão através do pelo menos um pote de vedação é pelo menos 13.78951 kPa man., é menor que 137.8951 kPa man., ou ambos.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um separador de particulado compreende uma perna (41, 51, 61) estendendo-se da sua base, ou de perto dela, e em que a perna se estende a uma distância até o pelo menos um pote de vedação a partir de seu topo, ou perto deste.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um pote de vedação compreende um distribuidor e em que a perna do pelo menos um separador de particulado estende-se até uma distância não menor que 25,4, 27,94, 30,48, 33,02, 35,56, 38,1, 40,64, 43,18 ou 45,72 cm do distribuidor do pote de vedação.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a mínima distância da perna até um lado ou base do pote de vedação é pelo menos 25,4 centímetros.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos dois separadores de particulado do gaseificador, cada qual compreendendo uma perna estendendo-se uma distância ao interior de um pote de vedação do combustor; pelo menos dois separadores de particulado do combustor, cada qual compreendendo uma perna estendendo-se uma distância ao interior de um pote de vedação do gaseificador; ou ambos, em que a mínima separação perna a perna dentro de um pote de vedação é pelo menos 25,4 centímetros.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um ângulo selecionado do grupo consistindo em um ângulo (α) formado entre pelo menos um pote de vedação do combustor (70) e o combustor (30) e um ângulo (y) formado entre pelo menos um pote de vedação do gaseificador (80) e o gaseificador (20) é na faixa de 5° a 90°, preferivelmente o ângulo é menor que 45°.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um pote de vedação do combustor, em que o pelo menos um pote de vedação do combustor é fluidizado por um gás de fluidização do pote de vedação do combustor, em que o combustor é configurado para fluidização com um gás de fluidização do combustor compreendendo basicamente ar ou oxigênio.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que é configurado para introdução de pelo menos 20% do gás de fluidização do combustor necessário no combustor através de pelo menos um pote de vedação do combustor.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que pelo menos um pote de vedação é redondo ou retangular.