CN101679887A - 纯二氧化碳在用于煤粉加压气化的粉末进料系统中作为惰性化介质和输送介质的用途 - Google Patents

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Abstract

在用于煤粉加压气化的粉末进料系统中(该系统包括用于存储煤粉的贮器(BK)、计量添加容器(DG)和若干个粉末进料阀(SES))，向负载有高操作压力的组件也即粉末进料阀和计量添加容器供给作为惰性化介质和输送介质或流化介质的纯二氧化碳(CO2)。加热该供给了二氧化碳的组件到如下程度：使得温度高于双相区域的边界值。特别是对于以生产用于生产不同烃的合成气体为目标的煤粉加压气化来说，有利之处在于降低了在产物气体中由粉末进料系统引起的氮含量。

Description

纯二氧化碳在用于煤粉加压气化的粉末进料系统中作为惰性化介质和输送介质的用途
本申请主题涉及分别具有权利要求1或3的特征的操作用于煤粉加压气化(Kohlenstaubdruckvergasung)的粉末进料系统(Staubeintragung)的方法及装置。
作为煤粉加压气化装置的气动操作的粉末进料系统的惰性化介质和输送介质通常使用来自空气分离装置的氮气。该方法变型方案已经在高炉中煤粉喷射用的进料系统中和煤粉加压气化装置中得到证实并在工业上基本成熟。其中有利的是，该粉末进料阀(Staubeintragsschleuse)的减压气体和在特定操作条件下在计量添加容器
Figure G2008800143402D00011
中产生的过量气体在排出到大气中之前已经在提高的操作压力条件下在特殊过滤容器中除尘。尽管基于气动密相流输送的粉末进料系统以非常高的负载比
Figure G2008800143402D00013
工作，但是在许多情况下氮气进入到气化系统中仍超出了允许的阈值。其原因还在于在大多数应用情况下不断提高的过程压力。特别是对于以生产不同烃的合成气体为目标的煤粉加压气化而言，需要限制产物气体中的氮含量。
本申请主题所基于的问题，也即开发出用于煤粉加压气化的粉末进料系统的方法或装置，使得避免氮气进入到后续的气化系统中以及由此带来的缺陷。
该问题通过权利要求1或3的特征得以解决。
根据本发明，向所述粉末进料闸作为惰性化介质和输送介质以及向进料添加容器作为流化介质供给二氧化碳CO2。用基本纯二氧化碳运行的装置段被加热到如下程度：使得温度超过双相区域(Zweiphasengebiet)的边界值。本发明有利地利用了如下事实，不是所有组件都必须用二氧化碳操作，实际上向所述贮器输送与二氧化碳相比费用更低的经加热的氮气作为惰性化介质(Inertisierungmedium)和疏松介质(Auflockerungsmedium)。
本申请主题的有利的扩展方案在从属权利要求中给出。
在下文中作为实施例借助附图在理解所需的范围内详述本申请主题。其中：
图1示出了本发明的煤粉进料系统的原理图。
可作为惰性化介质和疏松介质向处于环境压力的用于存储固体FS(例如煤粉)的可加热贮器BK输送经加热的氮气N2。可通过输送装置输送处于高操作压力(例如40bar)的粉末进料闸SES的固体。可作为惰性化介质和输送介质向所述粉末进料闸以高于在高操作压力下双相区域边界值的温度输送二氧化碳CO2。在该粉末进料闸的上部区域排出减压气体(Entspannungsgas)，经多级减压装置mEV减压到环境压力，并在下游连接的过滤器F中在环境压力下除尘。在计量添加容器DG中接收来自粉末进料闸的固体在重力促进下通过足够尺寸的下落管进行。每个粉末进料系统使用两至四个粉末进料闸。
作为流化气体使用二氧化碳。通过流化气体在计量添加容器的底部产生部分流化床。在此将煤粉由粉末填料状态转变为流化床状态和由此同时转变为输送状态。因为通过之前的方法步骤确保了计量添加容器中的粉末填料的间隙体积被二氧化碳填充且对于流化同样使用二氧化碳，在至反应器的输送导管入口处的粉末携带气体几乎完全由该气体组分组成。
作为喷射气体(Injectionsgas)同样使用二氧化碳。将该喷射气体引导至煤粉输送导管中。为了足够快速地识别出至反应器的煤粉进料故障，可能需要喷射气体进料。
根据本发明，关于限制来自碳粉加压气化的产物气体中氮含量的要求使得考虑在煤粉进料系统中使用二氧化碳作为惰性化介质和输送介质。
由于二氧化碳的热力学性质，在此还观察到某些特点。这特别归因于纯二氧化碳在所力争达到的超过40巴的过程压力条件下在环境温度已经达到双相区域的边界值。为了避免这一点，在整个处于或者超过所需的过程压力用纯二氧化碳操作的方法段中，总是确保足够高的操作温度。
二氧化碳在设备边缘处已经达到足够高的温度。在存储、输送以及在依方法的特定应用时的气体冷却本身通过合适的加热系统来抵消。
特别重要的是，在上游连接的研磨干燥装置中产生的煤粉的温度直至在反应器入口持续保持尽可能高的水平。因此，所述在环境压力下运行并充以氮气作为惰性化介质和疏松介质的煤粉贮器也经加热。同样地，所输入的氮气经温热，以避免例如在长时间装置停机期间发生粉末冷却。根据本发明，在气体存储、气体输送和计量添加系统的方法段本身配备持续加热装置。
为了排除在闸减压期间介质的多级(polytrop)冷却引起的液态二氧化碳影响造成的过滤元件使用寿命降低的问题，要避免在升高的操作压力进行减压气体的除尘。
粉末负载程度降低的减压气体的压力通过多级设计的减压装置mEV降低。随后在环境压力运行的过滤器F中进行减压气体的除尘。
在闸和减压装置之间的导管段经加热，以补偿多级减压冷却和使该减压过滤器保持在可允许的工作条件。
该减压装置如此设置，使得同时避免减压噪声。作为减压装置例如使用在本技术领域中已知的所谓消声板。消声板一方面通过多级减压和另一方面通过将总体所需的孔横截面积分配到许多个更小的孔来降低减压噪声。也可以使用具有后接的消声器的耐磨节流阀。如果这些措施不够，则可使用额外的隔音措施，例如借助隔音外壳。

Claims (5)

1.用于运行煤粉加压气化用的粉末进料系统的方法，该粉末进料系统包括加载有环境压力的用于存储煤粉的贮器(BK)、加载有高操作压力的计量添加容器(DG)和若干粉末进料闸(SES)，由此，
加热所述贮器，
向该贮器供给经加热的氮气(N2)作为惰性化介质和疏松介质，
向该粉末进料闸供给二氧化碳(CO2)作为惰性化介质和输送介质，和
向该计量添加容器供给二氧化碳作为流化介质。
2.权利要求1的方法，其特征在于，将所供给的二氧化碳加热到超过在高过程压力(该系统的高压区)条件下的双相区域边界值的温度。
3.前述权利要求任一项的方法，其特征在于，所述粉末进料闸的减压气体经减压、加热和随后在环境压力条件下过滤。
4.用于煤粉加压气化的粉末进料装置，包括，
加载有环境压力的用于存储煤粉的贮器(BK)，
多个可加载高操作压力的粉末进料闸(SES)，
可加载高操作压力的计量添加容器(DG)，其中
所述贮器可加热，
可向该贮器供给经加热的氮气(N2)作为惰性化介质和疏松介质，
可向该粉末进料闸供给二氧化碳(CO2)作为惰性化介质和输送介质，
可向该计量添加容器供给二氧化碳作为流化介质。
5.权利要求4的方法，其特征在于，加载有二氧化碳的组件可被加热到超过双相区域边界值的特定温度。
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