CN101910372A - 通过气化将生物材料湿进料热化学转化的处理链和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过气化来热化学转化湿生物质进料(1)的处理链，其包括用于气化该进料(3)的装置(4)，以及用于CO的蒸汽转化的反应器(9)，其包括用于供应具有规定的H2/CO比例的合成气(17)的供水设备(10)，在湿进料(1)在气化装置(4)中的后继处理之前先将其注入干燥室(2)，其中干燥室(2)供给有从气化装置(4)下游抽出并通过加压设备(13)再循环到干燥室(2)中的热气体(15)。

Description

通过气化将生物材料湿进料热化学转化的处理链和方法
本发明涉及用于诸如生物质或煤的生物材料湿进料(即含有显著量的水如至少超过10重量％的水的进料)的气化处理的方法和生产线。
通过气化将生物质热化学转化是已知且长期使用的技术。该技术已经是许多基础研究项目和中间试验性以及工业化前工厂的课题。最初，意图应用主要是热能产生与联合发电，即热电联产。
例如，专利FR 2 899 596描述了由生物质产生电能的方法，包括以下连续步骤：
a)在反应器中，在空气的存在下，有利地在高于800℃的温度下将生物质气化以获得合成气；
b)将合成气冷却至不低于300℃的温度；
c)洗涤该合成气以除去基本所有的焦油和/或氨；和
d)将洗涤过的气体注入到至少一个连接到发电机上的燃气发动机中，使得能够产生电能。
近年来特别开发了一种应用，使用称为BtL(“生物质制液体”，即“生物质制液体燃料”)转化系统，主要通过两个步骤：生物质气化和本领域技术人员公知的费-托合成来使得由此获得的气体转化为液体燃料。对这种技术的更详细描述，读者可参考例如综述文章“Studies in Surface Science and Catalysis”，卷152，Steynberg和Dry(Ed.)Elsevier，2004，Amsterdam，0-444-51354-X。
用于产生合成气的热化学转化工艺生产线例如BtL转化生产线通常包含：由生物质进料开始的以下次序的本领域技术人员公知的装置：
-用于干燥进料的装置，或在某些情况下为焙烧装置等；
-用于将干燥或焙烧过的进料气化的装置；
-热或催化类型的焦油重整器；
-热交换器；通常用于产生蒸汽；
-除尘装置；
-涤气装置；
-使用蒸汽的CO转化反应器(或最通常称为“水煤气变换反应器”)，用于(通过进行反应CO+H2O＝CO2+H2)减少处理的气体中CO的量并提高其氢气含量直到在所述气体中获得H2/CO比例为接近2，该H2/CO比例适于随后通过使用各种已知工艺(例如费-托法，对于该方法，这种比例是必须的)的化学合成法来将该合成气转化为液体烃类；和
-用于处理该气体以特别确保其被脱硫和脱碳的装置，以最终获得合成气，该合成气可用于制造(如上文已经提及的)液体燃料，但是也可以是合成氢气、某些化学品、或在燃气轮机或燃烧轮机中燃烧的合成天然气。
在上述生产线中，某些要素如干燥和重整装置是任选的，这取决于待处理的生物质进料的类型。
在其它特定情况下，可以加入某些设备项目例如在热交换器上游的热灰尘沉降器。
在这种类型的生物质转化生产线中经常遇到的主要困难之一是：必须处理相对于干物质重量包含10～40重量％的水的湿进料、或甚至相对于干物质重量包含超过40重量％的水的非常湿的进料。
进料中这种量的水分的主要缺点在于使气化生产线的热效率和物质效率(以生产的合成气计)降低。
现在，申请人通过经验证明了，进料中相对于干物质重量增加1重量％的水会导致气化温度降低约14℃。因此，在用于工艺的固定气化温度下，进料中的水每增加一个百分比必须由生物质进料的0.2重量％的附加耗氧来补偿，这最终导致待生产的合成气的可能产量的对等损耗。
作为一个指标，通过离开气化装置的合成气或费-托转化步骤前的合成气的完全氧化可释放能量的潜在水平仍占相对于干物质重量含有约20重量％的水的生物质进料的起始潜在能量的约85％。
这就是为什么高于某一进料水分含量时，在经济上值得去或甚至必须去设想将进料进行预干燥的原因。
已经描述了在类似于上述那些的工艺中用于干燥待处理进料的这种装置。在大多数情况下，它们在进料处理生产线外部，由此产生在不同压力水平下操作的问题。在其它非常少见的情况下，这些干燥装置被整合到处理生产线中。
例如，专利FR 2 249 162描述了将含碳产品气化的方法，该方法包括转化反应和甲烷化反应的组合以获得甲烷和轻烃，其中通过间接蒸汽加热进行干燥步骤，其中蒸汽被冷凝。由此产生的干燥用蒸汽在喷射器中加压后注入到气化装置中作为气化剂。所述装置特别复杂。
更为实用地，专利GB 617 652特别描述了供给湿燃料以产生用于运行燃气轮机的气体的装置，其中在气化装置上游提供用于干燥湿燃料的室。以封闭环形式在该室中循环的是由气化器最初产生并借助热交换器通过在该轮机产生的气体进行间接加热的热气体。该专利描述了其中不必具有水煤气变换反应器的供给燃气轮机的特定简化应用。离开轮机的气体不能直接用于加热干燥室，这是因为它太热且氧含量太高。因此必须使用热交换器，由此使得装置复杂化并提高了装置的成本。此外，GB 617 652没有提供在干燥气体被冷却后的任何回收干燥气体中的水的措施。应理解，在该专利申请提交时，在经济和环境方面的顾虑与如今的不同。这些限制条件尤其迫使本申请人去设计和开发更为简单的用于干燥进料的装置，其运行更为经济，并适用于本申请人预想的具体用途。
由此，在上述类型的湿生物质处理生产线中，申请人提出提供一种简单的、整合的和经济的用于干燥进料的技术方案，以克服由于水分存在而导致影响处理生产线效率的缺陷。
此外，利用本发明，申请人同时提出减轻在某些工业区中缺少流动水的问题，尽管必须具有非不可忽略的水来对水煤气变换反应器供给水，然而供给的水对于调节合成气中的H2/CO比例来说是必需的，该合成气随后通过使用各种已知工艺(例如费-托法)的化学合成法转化成液体烃类。
由此，本发明涉及在气化处理生产线中将诸如煤、生物质或有机废弃物的湿或非常湿的生物材料热进行化学转化成具有限定H2/CO比例的合成气的方法，该气化处理生产线至少包括气化进料步骤和水煤气变换步骤，水煤气变换步骤在包括水供给设备的反应器中进行，其特征在于：该方法在处理生产线中包括在气化步骤之前的将所述进料进行预处理的步骤，其中将进料引入到干燥室中，并在干燥室中供给热的干燥气体，干燥气体是由处理生产线中产生的气体的一部分形成的，其在气化步骤下游抽出并通过加压设备再循环到干燥室中。
由于这种干燥室(其在气化装置的上游直接整合到处理该生物材料的生产线中)，本发明能够使用相对于干物质重量包含10～40重量％的水的湿进料、或甚至相对于干物质重量包含超过40重量％的水的非常湿的进料，而不会因进料中存在水使得产率降低。
与在处理生产线中没有整合这种干燥设备的传统方案相比，还能在有用气体和期望最终产品(化学品、合成燃料或工业煤气)方面获得更高的产率。
对给定的输入进料而言，有效产量因此更高，气化装置中使用的空气或氧气消耗更低，这是因为其通过供给热的干燥气体得到了补偿，使得进料的水分含量降低，并且由于产生的一部分气体作为热的干燥气体的再循环，还使得CO2排放减少。换句话说，将产生的热气体的一部分再循环回到干燥室中所需的设备并不过分，实施也并不非常复杂；这获得了经济高效的处理生产线，这因此意味着可以经济地得到并利用非常湿的进料(在没有本发明的情况下，其处理必然是不经济的)。
此外，由于产生的热气体中再循环到干燥室中的部分优选在水煤气变换反应器下游抽出，所以回收尽可能干燥的气体，使得其非常适于再循环到处理生产线中作为干燥气体。
在一种变化方案中，该方法还包括气体处理步骤，包括例如在气化步骤下游和水煤气变换步骤上游进行的涤气操作，并且再循环到干燥室中的部分热气体在所述处理步骤的下游和水煤气变换步骤的上游抽出。
有利地，再循环到干燥室中的部分热气体占在抽出所述再循环的部分气体处流经处理生产线的气体的10～60体积％。
优选地，通过本发明的装置待处理的生物材料进料具有相对于干物质重量的等于或大于10重量％的水含量。该水含量相对于干物质重量最高为200重量％，但是优选为20～80重量％。
有利地，预处理步骤后进料的脱水程度为70～99重量％，优选90～95重量％。
为了监控进入气化装置的进料的脱水程度，可提供用于监控离开干燥室进料的水含量的装置，使得能够调节该室的干燥条件。
但是，如果载带有水的热干燥气体流经干燥室后再循环回到处理生产线中，有利的是安装用于测量热气体水含量的装置。此类测量与抽出的热气体进入干燥室前的流量的测量相结合，使得能够例如确定离开干燥室的进料的脱水程度，由此使得能够调节该室中的加热条件。
有利地，引入到干燥室中的热干燥气体的温度为200～400℃。
根据本发明的一个特定实施方案，用于加压热干燥气体的设备是压缩机。
有利地，在预处理步骤期间，将湿进料引入到流化床类型的干燥室中，其包括用于加热所述热干燥气体的辅助设备，该设备优选置于干燥室中。
根据本发明的另一特定实施方案，利用鼓泡流化床或循环流化床类型的气化装置进行气化步骤，该装置包括将热的颗粒从旋风分离器中再循环到干燥室中的设备，由此提供热干燥气体的辅助性加热。
或者，本发明还提供能够是他热式燃烧型的气化装置，即使用来自外部源的热(与自热燃烧相反)的气化装置。
对于热干燥气体来说，在干燥室中实现其功能后，可将其再循环以在本发明所述的处理生产线外部使用，或非常简单地作为火炬气燃烧。
但是，本申请人非常巧妙地提出，将在流经干燥室后载带有水的干燥气体再循环到位于气化步骤下游和水煤气变换步骤上游的用于处理合成气的生产线中，以完全或部分满足水煤气变换反应器对水的需求。
由此，有益地利用存在的载带有水的气体来提供下游再循环，用于增加对所述水煤气变换反应器的水供给，该水煤气变换反应器将不再需要供给水来正常运行。这显然能够在缺少水且可实施本发明的区域内节约大量水。
根据本发明的另一特定实施方案，本发明的方法在处理生产线中，还包括在气化步骤下游和水煤气变换步骤上游的处理步骤，其至少包括热交换步骤和除尘步骤，并且将流经干燥室后载带有水的干燥气体再循环到除尘步骤上游或热交换步骤上游的处理生产线中。
本发明还涉及用于将诸如煤、生物质或有机废弃物的生物材料的湿或非常湿的进料进行热化学转化为具有限定H2/CO比例的合成气(或合成气)的气化处理生产线，包括：用于将进料气化的气化装置和在该气化装置下游的包括供水设备的水煤气变换反应器，其特征在于其包括：在气化装置上游的(由此可以整合在该生产线中)用于在将湿进料引入气化装置之前对其进行预处理的干燥室，并且其特征在于该干燥室提供有热干燥气体供给设备，所述热干燥气供给设备包括：位于气化步骤下游的用于抽出一部分在处理生产线中产生的气体的抽吸设备和用于将所抽出部分的气体再循环到干燥室中的加压设备。
在一种变化方案中，抽吸设备位于水煤气变换步骤的下游。
有利地，在另一种变化方案中，当处理生产线还包括位于气化装置下游和水煤气变换反应器上游的气体处理装置时，抽吸设备位于所述处理装置下游和水煤气变换步骤上游。
有利地，处理生产线包括再循环设备，用于将在流经干燥室后载带有水的所述干燥气体在气化装置下游和水煤气变换反应器上游再循环到该处理生产线中，以完全或部分满足该反应器对水的需求。
优选地，当处理生产线还包括至少具有热交换器和除尘装置并位于气化装置下游和水煤气变换反应器上游的气体处理装置时，所述再循环设备随后在除尘装置上游或热交换器上游再连接到处理生产线中。
有利地，该加压设备是压缩机。
在一个实施方案中，干燥室是流化床类型的，并包括用于加热热干燥气体的辅助设备，该设备置于干燥室中。
在一个变化方案中，气化装置是鼓泡流化床或循环流化床类型的，并包括用于将热的颗粒从旋风分离器再循环到干燥室中的设备。
在另一个变化方案中，气化装置是他热式燃烧型的。
根据本发明的处理生产线最特别适用于实施根据本发明的方法。
本发明还涉及通过根据本发明的处理生产线实施根据本发明的方法。
最后，如前所述，根据本发明的方法或装置可有利地用于制造：
-用于制造液体燃料的合成气；
-合成天然气，如甲烷；
-合成氨和合成醇；或
-合成氢。
为此，应适当地选择H2/CO比例。
下面将参照所附示意附图更详细地描述本发明。在这些附图中：
-图1是根据本发明处理湿进料的生产线的框图；
-图2是如图1中所示的干燥室的示意图；
-图3是如图1中所示的干燥室和气化装置的示意图；以及
-图4是如图1中所示的干燥室和气化装置的一个替代实施方案的示意图。
图1显示了根据本发明用于将湿或非常湿的生物材料进料进行热化学转化的气化处理生产线的一个优选实施方案。
显示的处理生产线是例如用于由湿生物质进料1(例如木材或稻草)产生合成气12的BtL(生物质制液体)类型的处理生产线。
该处理生产线包括本领域技术人员公知的以下在线次序的装置：
-用于干燥进料1的干燥室2，例如焙烧装置等，在图2中示意性说明了其示例性实施方案，其在通常为100～300℃的温度下运行；
-用于气化干燥的进料3的气化装置4，在图2和3中示意性说明了其示例性实施方案，该装置在通常为800～1300℃的温度下产生气体20；
-处理装置30，包括：
●设计为除去在产生的气体20中所含焦油的热或催化类型的焦油重整器5，
●水-循环盘管形式的传统设计的热交换器6，例如用于产生供水设备10所需的部分蒸汽，
●用于从气体20中除去灰尘的装置7，和
●用于洗涤气体20的装置8；
-使用蒸汽的CO转化反应器9(或最通常称为“水煤气变换”反应器)，其包括以液体水或蒸汽形式供水的设备10，使得能够(通过进行反应CO+H2O＝CO2+H2)降低处理过的气体20的CO含量并提高其氢含量，直到所述气体的H2/CO比例适于例如通过使用各种已知工艺的化学合成将该合成气12随后转化为液体烃，所述已知工艺通常为例如特别是由SouthAfrican company Sasol开发但目前为公众所知的费托法，对该工艺来说大约2的H2/CO比例是必须的；和
-用于最终处理气体20特别是对其脱硫和脱碳的装置11，例如利用胺进行处理的装置，其各种替代形式也为公众所知，由此最终获得可用于制造液体燃料的合成气12，但也可用于产生合成氢气、某些化学品或在使用同样已知并由“技术许可租赁”公司或工程公司实际采用的技术的燃气轮机或燃烧轮机中燃烧的合成天然气。
参考图1，为了清楚起见，特别是为了正确理解权利要求1，必须区分产生的气体20与被描述为合成气或合成气12的气体，产生的气体20的一部分随后在下文所述处理之后被再循环到干燥室2中，合成气12是在处理生产线末端回收的气体(最终“产生的”)。
在上文借助于图1的框图所描述的处理生产线中，提及的所有设备均是本领域技术人员已知的并是市售的。此外，本领域技术人员通过日常使用的已知设备来监控根据应用所选择的H2/CO比例。特别地，使用反应器9的分旁路装置(未显示)调节反应器9入口处的CO2含量，由此调节所述比例。
现在将结合图1描述本发明的两个特别有利和新颖的特征，其可以分别实施，但将它们结合可提高其创造性特性。
首先，本发明提出，在气化装置4的下游，但优选在17，在反应器9的出口处抽出在处理生产线中产生的热气体20的一部分，以便抽出尽可能干燥的气体，尽管也可以在21，在反应器9的入口处抽出气体。优选地，再循环到干燥室中的那部分产生的气体占抽出点17或21处的流经处理生产线的气体的10至60体积％。
为此，处理生产线包括用于在17或在21处抽出产生的气体的设备、以及用于将抽出的气体部分14再循环到干燥室2中的加压设备。
可设想到的是在上游可再循环的高百分比部分的气体20可进一步提高室2中干燥的效率，由以下说明书也可看出这点，尤其是因为在处理生产线中在下游再循环干燥后的气体，该再循环因此没有导致待生产合成气的任何损耗。
在抽出点17处，抽出的气体14的温度为200～400℃，使得看上去值得利用其温度以将该气体再循环到干燥室2中并使加热室在实践中是能量自给自足的。
但是，由于抽出的气体14的压力不足(原因是其在处理生产线中经历的处理)，所以使用传统设计的压缩机13将热气体15的压力从几巴通常为3至6巴提高到足以将其注入到干燥室2中的压力，在该干燥室中这种热干燥气体15有效地参与湿生物质进料1的干燥。
由图2可见，经由至少两个进料斗19a和19b将进料1引入干燥室2中，由此提供使室2相对于大气加压密封的气封体系。
通常采用自动程序用惰性气体(通常为氮气或从本发明的处理生产线中回收的CO2)对进料斗19b加压，直到在该进料斗19b中获得高于干燥室2中的压力，使得进料斗19b能够向干燥室中排料。当待干燥的湿生物质进料含有大量水(例如相对于干物质重量高于40％的水)时，对于已经是热的干燥气体15来说，可以在入口管线上提供传统类型的辅助干燥设备18，该干燥设备18是具有换热液体循环的盘管换热器。由图3可见，这些辅助加热设备18a和18b可以安装在实际干燥室2的内部，以下将对此进行更为详细的描述。
干燥室2可以具有简化的设计，其还包括用于干燥的进料3的出口和用于湿气体16(干燥后)的出口。本申请人稍后将阐述在气化装置4下游再循环该气体16的好处。
在一种特定的实施方案中(未示出)，干燥室2可以设计为焙烧装置形式，其在特定进料的情况下非常适于在随后的热化学转化前预处理这种类型的进料。例如，专利WO 2007/078199公开了可以整合到根据本发明的湿生物质处理生产线中的此类焙烧装置。
图3和4示意性说明气化装置4以及其与干燥室2联合的特定实施方案。
在图3中，气化装置4为已知类型的，具有鼓泡床或循环流化床。例如瑞典公司TPS Termiska、美国公司Foster Wheeler、德国公司Lurgi和日本公司Nippon Steel已经开发了这种类型的装置，并能够设计和提供其适用于实施本发明的结构。
图3中描述的实施方案的特定特征之一在于：用于过滤气化装置4所产生的合成气20并同时用于回收气化装置4的旋风分离器的热颗粒的分离器31。所述热颗粒然后经由适当的注射管18a(或重力返回支架)再注入到干燥室2中，并由此与热干燥气体15和可能的置于干燥室2内部的任选辅助干燥装置18b同时参与湿物质进料1的干燥。
在图4中，气化装置4尤其是例如由奥地利的Technical University of Vienna和奥地利公司AE Energietechnik开发的称为FICB(快速内循环床)气化器的类型。此类装置已经由奥地利盖星镇的公司Babcock Borsig Power制造并安装。为了实施本发明，可保持该实施方案特别有利的特征，即用于获得具有极高热值的合成气20的气化装置4，由此提高根据本发明再循环到干燥室2中的那部分合成气的干燥能力。
关于可以根据本发明实施的气化装置的设计原理的更多细节，读者可以有益地参考Gulf Professional Publishing，Elsevier出版，www.gulfpp.com出版的Christopher Higman & Maarten J.Van der Burgt的书籍“Gasification”(ISBN 0-7506-7707-4)。
通常，在所述的各种示例性实施方案中，干燥室2中的压力可非常接近于气化装置4中的压力，并且先验地略高，由此使得供给气化装置4的生物质进料1能够完全安全地流动。为了实现这点，提供作为湿气体16的出口的阀25，以根据确定的运行设定值调节室2和气化装置4之间的压力差，该压力差通常为几毫巴至几十毫巴。用于调节气体16的阀25下游的压力明显比干燥室2中的压力低1～3巴。由此，设计作为气体16的出口的阀25以使得在其调节范围内能够非放再循环的干燥气体16的流以实现所述压力差。
在更为精细的系统中，为了满足干燥室设计约束条件所决定的宽调节与流量范围，也可按照本领域技术人员的规范安装双阀(高流量/低流量)系统。
在下面描述的特别有利的情况下(其中湿的干燥气体16在下游再循环到本发明的处理生产线中)，用于调节气体16的阀25下游的压力必须保持显著高于再注入该气体的下游点处(即如下所述的那样，在变换反应器9上游)的压力。通过限定调节气体16的阀25的压力差来获得所述压力特性，该压力差显著低于处理该气体20的生产线在气化装置4出口和再注入点23a或23b(在焦油重整器5下游或热交换器6下游)之间的压降。该压降通常为几巴，并通过合适的调节阀来提供，累加到上述设备的压降上。
在参考图3的上述气化装置的情况下，使得生物质材料在重力作用下在气化装置4的旋风分离器和干燥室2之间流动：气化装置4的旋风分离器因此必须位于足以克服存在于气体20出口和干燥室2之间轻微的负压力差的高度。
由图1可见，本发明其它特别有利和新颖的特征在于：将流经干燥室20的载带有水的干燥气体(16)在气化装置4的下游再循环到用于处理合成气20的生产线中，以增加对水煤气变换反应器9的水供给。由此，可以充分利用存在的载带有水的气体16以提供最起码可以增加对所述水煤气变换反应器9的供给的下游再循环，由此不再需要用于进行水煤气变换反应CO+H2O＝CO2+H2的水供给10(其用于调节反应器9出口处的合成气20中的H2/CO比例)。这显然在缺少水并可实施本发明的区域内节约了大量的水。
根据本发明的特定实施方案，已经流经干燥室2并由此载带有水的干燥气体16，优选在除尘步骤7上游的23b处或可能地在热交换步骤6上游的23a处，再循环到用于处理合成气20的生产线中。将该湿气体在线再循环到处理生产线中由此有助于改善反应器9中的水煤气变换反应，并因此有助于改善转化生产线的总产率。
换言之，本发明通过将用于湿生物进料的在线集成干燥的干燥气体再循环到热化学转化湿生物材料的生产线中和将所得湿气体再循环到热化学转化湿生物材料的生产线中的结合，在工业上提供了通过限制相关CO2排放(特别是当不得不处理湿或甚至非常湿的进料时)并同时提高产生的合成气产率而且具有经济高效和环境友好的技术手段的这种类型的装置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于在气化处理生产线中将诸如煤、生物质或有机废弃物的生物材料的相对于干物质重量包含10～40重量％的水的湿进料、或相对于干物质重量包含超过40重量％的水的非常湿的进料热化学转化成具有限定的H2/CO比例的合成气的方法，所述方法至少包括将所述进料气化的步骤和水煤气变换步骤，所述水煤气变换步骤在包括供水设备的反应器中进行，其特征在于：在所述处理生产线中包括在所述气化步骤之前预处理所述进料的步骤，其中将所述进料引入干燥室中，并且将热的干燥气体供给到所述干燥室中，所述干燥气体是由在所述处理生产线中产生的气体的一部分形成的，所述干燥气体在所述气化步骤下游抽出并通过加压设备再循环到所述干燥室中，将所述热的干燥气体在200～400℃的温度下引入所述干燥室中。
2.如权利要求1所述的热化学转化方法，其特征在于在所述水煤气变换步骤的下游抽出再循环到所述干燥室中的所述部分产生气体。
3.如权利要求1所述的热化学转化方法，其还包括处理产生的所述气体的步骤，包括例如在所述气化步骤下游和所述水煤气变换步骤上游进行的涤气操作，其特征在于在所述处理步骤的下游和所述水煤气变换步骤的上游抽出再循环到所述干燥室中的所述部分产生气体。
4.如权利要求1～3中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于再循环到所述干燥室中的所述部分产生气体占在抽出所述再循环的部分气体处流经所述处理生产线的气体的10～60体积％。
5.如权利要求1～4中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于所述生物材料进料相对于干物质重量具有等于或大于10％的水含量。
6.如权利要求1～5中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于所述进料在所述预处理步骤后的脱水程度为70～99重量％，优选90～95重量％。
7.如权利要求1～6中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于将流经所述干燥室后载带有水的所述干燥气体在所述气化步骤下游和所述水煤气变换步骤上游再循环到所述处理生产线中，以完全或部分满足所述水煤气变换反应器对水的需求。
8.如权利要求1～7中任一项所述的热化学转化方法，其还包括位于所述气化步骤下游和所述水煤气变换步骤上游的处理所述气体的步骤，所述处理步骤至少包括热交换步骤和除尘步骤，其特征在于在所述除尘步骤上游或所述热交换步骤上游将流经所述干燥室后载带有水的所述干燥气体再循环到所述处理生产线中。
9.一种用于将诸如煤、生物质或有机废弃物的生物材料的相对于干物质重量包含10～40重量％的水的湿进料、或相对于干物质重量包含超过40重量％的水的非常湿的进料(1)热化学转化为具有限定的H2/CO比例的合成气(12)的气化处理生产线，其包括：用于将所述进料气化的气化装置(4)以及在所述气化装置下游的包括供水设备(10)的水煤气变换反应器，其特征在于其包括在所述气化装置上游的以整合在所述生产线中的用于在将所述湿进料引入到所述气化装置(4)之前对其进行预处理的干燥室(2)，并且其特征在于所述干燥室提供有热干燥气体供给设备(15)，所述热干燥气供给设备(15)包括位于所述气化步骤下游的用于抽出一部分在所述处理生产线中产生的气体(14)的抽吸设备和用于将所述抽出部分的气体(14)再循环到所述干燥室(2)中的加压设备(13)，所述热的干燥气体在200～400℃的温度下被引入所述干燥室中。
10.如权利要求9所述的处理生产线，其特征在于所述抽吸设备位于所述水煤气变换步骤(9)的下游。
11.如权利要求9所述的处理生产线，其还包括位于所述气化装置(4)下游和所述水煤气变换反应器(9)上游的气体处理装置(30)，其特征在于所述抽吸设备位于所述处理装置下游和所述水煤气变换步骤(9)上游。
12.如权利要求9～11中任一项所述的处理生产线，其特征在于其包括再循环设备(16)，用于将流经所述干燥室(2)后载带有水的所述干燥气体在所述气化装置下游和所述水煤气变换反应器(9)上游再循环到所述处理生产线中，以完全或部分满足所述反应器(9)对水的需求。
13.如权利要求12所述的处理生产线，其还包括位于气化装置下游和水煤气变换反应器上游的气体处理装置(30)，所述气体处理装置(30)至少包括热交换器(6)和除尘装置(7)，其特征在于所述再循环设备(16)在所述除尘装置上游或所述热交换器上游再连接到所述处理生产线中。
14.如权利要求9～13中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述加压设备是压缩机。
15.如权利要求9～14中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述干燥室(2)是流化床类型的并包括用于加热所述热干燥气体(15)的辅助设备(18)。
16.如权利要求15所述的处理生产线，其特征在于用于加热所述热干燥气体的辅助设备置于所述干燥室中。
17.如权利要求9～16中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述气化装置是鼓泡流化床或循环流化床类型的，并包括用于将热的颗粒从旋风分离器再循环到所述干燥室(2)中的设备(21)。
18.如权利要求9～16中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述气化装置是他热燃烧型的。
19.如权利要求1～8中任一项所述的转化方法，其特征在于其利用权利要求9～18中任一项所述的处理生产线来实施。
20.权利要求9～18中任一项所述的生产线用于生产合成气、合成天然气、合成氨、合成醇或合成氢的用途，所述合成气用于制造液体燃料。

Claims (21)

1.一种用于在气化处理生产线中将诸如煤、生物质或有机废弃物的生物材料的相对于干物质重量包含10～40重量％的水的湿进料、或相对于干物质重量包含超过40重量％的水的非常湿的进料热化学转化成具有限定的H2/CO比例的合成气的方法，所述方法至少包括将所述进料气化的步骤和水煤气变换步骤，所述水煤气变换步骤在包括供水设备的反应器中进行，其特征在于：在所述处理生产线中包括在所述气化步骤之前预处理所述进料的步骤，其中将所述进料引入干燥室中，并且将热的干燥气体供给到所述干燥室中，所述干燥气体是由在所述处理生产线中产生的气体的一部分形成的，所述干燥气体在所述气化步骤下游抽出并通过加压设备再循环到所述干燥室中。
2.如权利要求1所述的热化学转化方法，其特征在于在所述水煤气变换步骤的下游抽出再循环到所述干燥室中的所述部分产生气体。
3.如权利要求1所述的热化学转化方法，其还包括处理产生的所述气体的步骤，包括例如在所述气化步骤下游和所述水煤气变换步骤上游进行的涤气操作，其特征在于在所述处理步骤的下游和所述水煤气变换步骤的上游抽出再循环到所述干燥室中的所述部分产生气体。
4.如权利要求1～3中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于再循环到所述干燥室中的所述部分产生气体占在抽出所述再循环的部分气体处流经所述处理生产线的气体的10～60体积％。
5.如权利要求1～4中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于所述生物材料进料相对于干物质重量具有等于或大于10％的水含量。
6.如权利要求1～5中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于所述进料在所述预处理步骤后的脱水程度为70～99重量％，优选90～95重量％。
7.如权利要求1～6中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于引入所述干燥室中的热干燥气体的温度为200～400℃。
8.如权利要求1～7中任一项所述的热化学转化方法，其特征在于将流经所述干燥室后载带有水的所述干燥气体在所述气化步骤下游和所述水煤气变换步骤上游再循环到所述处理生产线中，以完全或部分满足所述水煤气变换反应器对水的需求。
9.如权利要求1～8中任一项所述的热化学转化方法，其还包括位于所述气化步骤下游和所述水煤气变换步骤上游的处理所述气体的步骤，所述处理步骤至少包括热交换步骤和除尘步骤，其特征在于在所述除尘步骤上游或所述热交换步骤上游将流经所述干燥室后载带有水的所述干燥气体再循环到所述处理生产线中。
10.一种用于将诸如煤、生物质或有机废弃物的生物材料的相对于干物质重量包含10～40重量％的水的湿进料、或相对于干物质重量包含超过40重量％的水的非常湿的进料(1)热化学转化为具有限定的H2/CO比例的合成气(12)的气化处理生产线，其包括：用于将所述进料气化的气化装置(4)以及在所述气化装置下游的包括供水设备(10)的水煤气变换反应器(9)，其特征在于其包括在所述气化装置上游的以整合在所述生产线中的用于在将所述湿进料引入到所述气化装置(4)之前对其进行预处理的干燥室(2)，并且其特征在于所述干燥室提供有热干燥气体供给设备(15)，所述热干燥气供给设备(15)包括位于所述气化步骤下游的用于抽出一部分在所述处理生产线中产生的气体(14)的抽吸设备和用于将所述抽出部分的气体(14)再循环到所述干燥室(2)中的加压设备(13)。
11.如权利要求10所述的处理生产线，其特征在于所述抽吸设备位于所述水煤气变换步骤(9)的下游。
12.如权利要求10所述的处理生产线，其还包括位于所述气化装置(4)下游和所述水煤气变换反应器(9)上游的气体处理装置(30)，其特征在于所述抽吸设备位于所述处理装置下游和所述水煤气变换步骤(9)上游。
13.如权利要求10～12中任一项所述的处理生产线，其特征在于其包括再循环设备(16)，用于将流经所述干燥室(2)后载带有水的所述干燥气体在所述气化装置下游和所述水煤气变换反应器(9)上游再循环到所述处理生产线中，以完全或部分满足所述反应器(9)对水的需求。
14.如权利要求13所述的处理生产线，其还包括位于气化装置下游和水煤气变换反应器上游的气体处理装置(30)，所述气体处理装置(30)至少包括热交换器(6)和除尘装置(7)，其特征在于所述再循环设备(16)在所述除尘装置上游或所述热交换器上游再连接到所述处理生产线中。
15.如权利要求10～14中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述加压设备是压缩机。
16.如权利要求10～15中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述干燥室(2)是流化床类型的并包括用于加热所述热干燥气体(15)的辅助设备(18)。
17.如权利要求16所述的处理生产线，其特征在于用于加热所述热干燥气体的所述辅助设备置于所述干燥室中。
18.如权利要求10～17中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述气化装置是鼓泡流化床或循环流化床类型的，并包括用于将热的颗粒从旋风分离器再循环到所述干燥室(2)中的设备(21)。
19.如权利要求10～17中任一项所述的处理生产线，其特征在于所述气化装置是他热燃烧型的。
20.如权利要求1～9中任一项所述的转化方法，其特征在于其利用权利要求10～19任一项所述的处理生产线来实施。
21.权利要求10～19中任一项所述的生产线用于生产合成气、合成天然气、合成氨、合成醇或合成氢的用途，所述合成气用于制造液体燃料。
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