CN102655926B - 从由气化器排出的热气体中分离酸质、灰尘及焦油的方法及设备 - Google Patents

从由气化器排出的热气体中分离酸质、灰尘及焦油的方法及设备 Download PDF

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Abstract

一种从由气化器排出的热气体中分离酸质、灰尘及焦油的方法及设备，此种方法及设备要能够以合乎经济效益及在尽可能高的温度范围内可靠将酸性化合物HF、HCl、H2S、灰尘及焦油分离出来。为达到上述目的，将从从气化过程所排出的、温度超过700℃的热媒质流及添加剂送入脱硫装置，然后再送入具有位于一共同容器8内的滤烛17的组合式旋风分离器9，并在滤烛之后将气体排出，以作为其它用途之用。

Description

从由气化器排出的热气体中分离酸质、灰尘及焦油的方法及设备
技术领域
本发明涉及从由气化器排出的热气体中分离酸质、灰尘及焦油的方法及设备。
背景技术
在将化石燃料(例如硬煤、褐煤、生物物质、炼油产生的剩余物)气化时，化石燃料所含的氯或硫会反应生成酸性气体，这会对连接在气化器之后的设备组件带来侵蚀或腐蚀的问题。此外，生物物质在气化时还会产生大量的焦油，这些焦油必须加以清除，因为焦油冷凝物也可能对连接在气化器之后的设备造成很大的问题。EP1870444A2提出一种净化由木材气化器所排出的气体的净化方法，这种方法是使用滤烛及使产物气体在通过滤烛之前有更长的时间进行化学反应。这种方法并未使用旋风分离器进行分离。
另外一种分离酸性有害气体的方法是湿式洗涤法，但缺点是必须将气体大幅冷却。焦油的分离是在单独的催化焦油分离器中以所谓的催化分离法进行，此种焦油分离器通常是设置在H2S分离器及除尘设备之后。如果在过滤器之前布置相应的催化剂，则由于热损耗的关系，必须将合成气体重新加热800℃至1000℃的工作温度，但是这样做会造成很大的效率损失及增加操作上的麻烦。
发明内容
本发明的目的是提出一种经济的方法及相应的设备，此种方法及设备能够在尽可能高的温度范围内可靠将酸性化合物HF、HCl、H2S、灰尘及焦油分离出来。
利用开头所述类型的方法，根据本发明如此实现上述目的：将从由气化过程所排出的、温度超过700℃的热媒质流及添加剂送入脱硫装置，然后再送入组合式旋风分离器，该组合式旋风分离器包含多个配设的位于一共同容器内的滤烛，并且在滤烛之后将气体排出，以作为其它用途之用。
本发明可以通过在一共同的设备内及高温环境中组合分离多种固体物，以降低热损耗，同时可以视处理方式而定可以在不同的位置加入添加剂。
如申请人在DE102008049579所述，可以将添加剂与燃料同时添加、添加到气化器中或是添加到再循环的淬火气体中，原则上视处理方式而定也可以尤其是在除尘之前加入添加剂。
本发明的一种实施方式是在除尘之前通过加入添加剂分离酸性气体成分，例如分离H2S。
本发明的另外一种实施方式是在除尘之前通过加入添加剂分离焦油，或是在烛状过滤器上和/或烛状过滤器内分离剩余焦油。
为了达到本发明的目的，本发明还提出一种由气化器的热废气中分离酸质、灰尘及焦油的设备，此种设备的特征为，将旋风分离器及烛状过滤器沿着重力方向上下相叠地设置在一个容器内，其中旋风分离器的中心管通入到配备有滤烛的过滤器室中。
按照本发明的定位方式将旋风分离器及烛状过滤器安装在一个设备内有助于减少流动损耗，以及提高分离效率。
此处要指出的是，由过滤器及旋风分离器构成组合式设备是一种已知的方式，例如德国实用新型1879283提出的组合式设备，但是该设备没有顾及精细粉尘分离。DE2622938B、DE3230709A或DE3422592A也有提出具有类似构造方式的小型过滤器。US2941621或WO83/03556亦有提出此种组合式设备的变化方式。
根据本发明的一种实施方式，在旋风分离器及过滤器室之间的隔板构成为漏斗形底，旋风分离器的中心管贯穿该漏斗形底，其中在中心管内设有用于精细粉尘的、直径较小的下降管，其中该下降管具有用于将精细粉尘从漏斗形底送入下降管的输送元件。
本发明的设备的这种特殊构造方式的另外一个特征是，输送元件设计成在下降管的顶端区域与中心管之间在漏斗形底的低点处的轮辐形设置的套管。
根据本发明的设备的一种变化方式，在过滤器室内距中心管一段距离处设置倾斜底，该倾斜底具有用于精细粉尘的侧向的卸料管和用于穿流中心管的气体的偏心通路。
与设备的造型无关，本发明的设备的滤烛具有催化涂层和/或催化填料。
附图说明
以下配合附图及实施例对本发明的其它特征、细节及优点做进一步的说明。
图1示出用于实施根据本发明的方法的设备1的原理图。
图2示出根据本发明的设备实施例的简化的断面图；
图3示出中心管沿图2的箭头III的稍微放大的断面图；以及
图4示出图2的实施方式的一种变化方式。
具体实施方式
图1中总体上以1表示的设备在该图中以原理图示出。在该图中燃料(点线箭头3)、氧气(实线箭头4)和可能情况下添加剂(虚线箭头5)被送入气化器2。附图标记6代表炉渣排出。连接在气化器2之后依次是一个脱硫装置7及一个内部设有旋风分离器9及烛状过滤器10的设备8。
箭头11标示气体流入旋风分离器9，箭头12标示有用气体从烛状过滤器10后方流出。接着有用气体13会流至下一个加工设备。
虚线箭头14标示淬火气体从气流12回流至脱硫装置7之前的一个区域。虚线箭头15标示可以将添加剂加到脱硫装置7之前的这个区域。
从图中可看出，可以在除尘之前借助于加入添加剂(气化器和/或淬火气体)实现分离酸性气体成分，例如分离H2S。在除尘之前也可以通过添加剂实现分离焦油，其中此种添加剂及灰尘的预分离是在旋风分离器内进行，精细粉尘的分离是在烛状过滤器内进行。
另外一种可能的方式是在烛状过滤器上和/或烛状过滤器内分离剩余焦油，其中在烛状过滤器的出口处在下游连接一个缓冲过滤器，例如泡沫状陶瓷制的缓冲过滤器。缓冲过滤器(Sicherheitsfilter)也可以具有催化活性。如以下所示，可以利用淬火气体(例如通过一个部分流14a表示)净化滤烛。
图2简示由一旋风分离器9及烛状过滤器10构成的设备8的一个简化断面图。含有微粒的气体从旋风分离器入口16流入旋风分离器9，由于压缩比例不同的关系，气体中大部分的微粒会向下沉降。接着经过此种预净化的气体会从旋风分离器9的中心管向上流入烛状过滤器10，并被滤烛17净化。经过净化的气体还会流过位于滤烛顶端的缓冲过滤器18，并沿着箭头12的方向离开设备8。
如果利用经由管路14a回流的淬火气体净化滤烛，附着在滤烛上的灰尘就会沉降在旋风分离器9及烛状过滤器10之间倾斜向下的分离底19上，其中旋风分离器的中心管20在分离底19的范围内具有一如图3放大显示的内建装置。
轮辐形配置的精细粉尘排出管24从底部19进到位于中心的排出管21，该排出管贯穿旋风分离器9，并在底部止于一灰尘排出槽22，灰尘会从排出槽22经由相应的闸门被送到灰尘收集器23。
图4示出一种变化的实施方式。根据此种实施方式，运送从设备8a的烛状过滤器10a排出的精细粉尘的卸料管21a设置于侧面，其中在该示例中在滤烛17a下方设有一偏心的倾斜底板19a，在净化滤烛17时，灰尘会沉降在倾斜底板19a上，并从侧面被排出。流过旋风分离器9a的中心管20a的气体会经由一偏心设置的通路25被引到滤烛17a。与图1中的滤烛17一样，在滤烛17a的下游终端配备有催化活性的缓冲过滤器26。除以上所述之不同点外，图4的实施方式与图2的实施方式的其它具有相同作用的组件均使用相同的附图标记。
当然上述的本发明的实施方式仍可以有许多不同的变化方式，但是均不会偏离本发明的基本构想，图2至4示出的仅是经过大幅简化的本发明设备8及8a，其对于本发明而言主要设计成组合式分离设备。

Claims (11)

1.一种从由气化器排出的热气体中分离酸质、灰尘及焦油的方法，其特征在于，将从气化过程排出的、温度超过700℃的热媒质流连同添加剂送入脱硫装置，然后再送入组合式旋风分离器，该组合式旋风分离器包含多个配设的、位于一共同容器内的滤烛，并且在滤烛之后将气体排出，以作为其它用途之用，其中在除尘之前通过加入添加剂分离焦油。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，在除尘之前通过加入添加剂分离酸性气体成分。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，在烛状过滤器上和/或烛状过滤器内分离剩余焦油。
4.如权利要求2的方法，其特征在于，酸性气体成分是H2S。
5.一种用于从由气化器排出的热气体中分离酸质、灰尘及焦油的设备，其特征在于，烛状过滤器(10)和旋风分离器(9)沿着重力方向上下相叠地设置在一个容器(8)内，其中旋风分离器的中心管(20)通入到烛状过滤器(10)的配备有滤烛(17)的过滤器室中。
6.如权利要求5的设备，其特征在于，该设备用于执行如上述权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.如权利要求5或6的设备，其特征在于，在旋风分离器(9)和过滤器室之间的隔板设计成漏斗形底(19)，旋风分离器(9)的中心管(20)贯穿该漏斗形底，其中在中心管(20)内定位用于精细粉尘的、直径较小的下降管(21)，其中该下降管(21)具有用于将精细粉尘从漏斗形底(19)送入下降管(21)中的输送元件。
8.如权利要求7的设备，其特征在于，输送元件设计成在下降管(21)的顶端区域与中心管(20)之间在漏斗形底(19)的低点处的轮辐形设置的套管。
9.如权利要求5或6的设备，其特征在于，在过滤器室内距中心管(20a)一段距离处设置倾斜底(19a)，该倾斜底(19a)具有用于精细粉尘的侧向的卸料管(21a)和用于穿流中心管(20a)的气体的偏心通路(25)。
10.如权利要求5或6的设备，其特征在于，滤烛(17，17a)配备催化涂层和/或催化填料。
11.如权利要求10的设备，其特征在于，每一个滤烛(17，17a)都有配备催化活性的缓冲过滤器(26)。
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