CN105378386A - 用于后处理气化过程产生的含碳底部产物的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于对在HTW工艺的含碳化石燃料的气化过程中产生的含碳底部产物进行后处理的方法和装置，所述含碳底部产物位于流化床重力方向的下方。根据所述方法和装置，采用简单的手段获得更充分的氧化，从而提高HTW气化炉的碳转化率。通过在底物产物氧化器(2)中装载开孔陶瓷元件(15-20)以提供氧化剂，从而实现上述目的，所述开孔陶瓷元件例如为透气砖、陶瓷泡沫或其类似物。
Description
技术领域
本发明涉及用于对在HTW工艺的含碳化石燃料的气化过程中产生的含碳底部产物进行后处理的方法及装置，所述产物位于流化床重力方向的下方。
背景技术
在HTW气化炉内稳定的流化床条件下的含灰分化石燃料的气化过程中，在气化炉的底部回收含碳灰分流(所谓的底部产物)。迄今为止，为了利用能量以及使所述底部产物适合填埋处理，将其送出用于外部焚烧。
按照城市垃圾技术指导中填埋类1/2的规定，来自部分气化过程(如HTW工艺)的灰分/底部产物对于简单填埋处理而言具有过高的TOC含量(总有机碳＝可氧化的碳)。此外，能量利用不完全，并且导致任何用于CO2捕集的装置的捕获效率降低。
发明内容
本发明通过简单的装置提高HTW气化炉中碳的转化率，从而实现更完全氧化的目的。
根据本发明开头所述类型的方法通过向流化床下方的底部产物氧化器中供应氧化剂从而实现上述目的，其中通过装载开孔陶瓷元件(例如透气砖、陶瓷泡沫等)上以提供氧化剂。
这种操作方式允许将精细分散的氧化剂直接引入所形成的底部产物中，例如CO2/蒸汽。
这种操作方式也保证了底部产物被氧化至这样的程度，即工厂排放的灰分至少符合垃圾填埋类2(城市垃圾技术指导；<5％TOC)。
根据从属权利要求，本发明的实施方案将是显而易见的。因此，可以这样提供氧化剂，通过圆锥形元件将部分氧化剂引入底部产物中，所述圆锥形元件固定在底部产物进入氧化器的供给位置的下面。这样的第一截头圆锥元件可以用来(例如)作为底部产物氧化器中底部产物的分配器。
根据本发明的另一个实施方案可以这样提供氧化剂，通过用透气砖将至少一部分氧化剂引入待处理的底部产物中，所述透气砖并排布置并且留有间隙。并非意于限制本发明至特定的配置，这些透气砖可以具有各种不同的形状，例如截头圆锥形、圆柱形、半球形等。
本发明的一个有利的实施方案提供了，对于截头圆锥形透气砖，氧化剂由圆锥体的端面和侧面引入。
如上文所述，所采用的氧化剂可以为O2/蒸汽或O2/CO2或其类似物，这有助于避免(例如)静止的灰分结块/烧结。
本发明还可以提供，在HTW气化器下游的底部产物氧化器中以至少两个平面提供氧化剂。
为了实现上述目的，本发明还提供一种装置，所述装置具有用于引入氧化剂的开孔陶瓷元件(例如透气砖)，其中对于截头圆锥形透气砖的情况，所述透气砖具有气体可透过的端面以及气体可透过的侧面。
本发明还提供了：所述装置配备有至少一个用于监测底部产物含碳量的测量设备，其中，所述测量特别地用于控制排放装置。这样对含碳量的测量使得可以确保离开所述装置的灰分显示出垃圾填埋所要求的参数。
本发明的一个实施方案还提供了：将该测量设备设置为通过微波的非接触式测量，为此，可以采用(例如)INDUTECHGmbH公司出售的测量设备，如Simmersfeld。应当理解，其它测量方法也是可行的。
附图说明
通过下文以及结合附图可以进一步清楚本发明的细节、特征和优点。
图1示出包含集成的底部产物氧化的流化床气化器的简图；
图2示出底部产物氧化器的简图；以及
图3示出底部产物氧化器内部可用的透气砖、陶瓷泡沫元件、或者其它高孔隙度陶瓷。
附图标记：
1流化床气化炉
2底部产物氧化器
3储存装置
4、4a旋转星形进料器
5称重容器
6固体进料阀
7储存容器
8、8a螺旋
9回收旋风分离器
10原料气冷却器
11热气体过滤器
12氧化剂
13、14箭头
15圆锥形部件
16区域
16A、16B截头圆锥形元件
17板
18平面
19棱锥形元件
20半球形元件
具体实施方式
图1所示的流程图示出流化床气化炉(通常称为1)、以及位于所述气化炉下游和重力方向下方的底部产物氧化器2，所述氧化器2的类型将在下文中进行更详细和具体的描述。该流程图示出具有(例如)旋转星形进料器4的储存装置3，其中待气化的产物首先通过称重容器5，随后经固体进料阀6传送至储存容器7。然后，待气化的产物依次通过螺旋8和8a经旋转星形进料器4a输送至流化床气化炉1。
在气化炉1的顶部区域，气体通过回收旋风分离器9，并且所述气体通过原料气体冷却器10输送至热气体过滤器11。
设备区域2的底部产物氧化器中装入合适的氧化剂(通常称为12)，其可以是O2/蒸汽、或O2/CO2、或类似的混合物。图2为底部产物氧化器2的简图，其中氧化剂按照箭头12的方向进料，箭头13表示底部产物的引入方向。箭头14表示底部产物的排出方向。
图2中的底部产物氧化器2示出了用于以非常精细分散的形式将氧化剂引入伴随的底部产物的一系列选项，并且其中所示元件由高孔隙度陶瓷材料形成，例如透气砖、陶瓷泡沫或其类似物。圆锥形元件15位于氧化器2的顶部区域。
图2示出了不同的多孔陶瓷元件的布置和构造方式，其仅仅作为原则上的进一步示例。相应地，该图示出了由位于圆锥形元件15下方的接头圆锥16所处的平面和板17所在的平面构成的区域。可以理解的是，所述板具有孔。其可以是(例如)由多孔陶瓷材料制成的栅格型元件。18示出截头圆锥形透气砖/陶瓷砖的平面，所述透气砖/陶瓷砖允许气体流过其所在的整个区域，同样地也有足够的开口用于使底部产物落下。气体流动如小箭头所示。
图3示出陶瓷元件的可能的不同布置。其中，水平地并排布置的截头圆锥形元件标记为16a，而垂直排列的截头圆锥形元件标记为16b。该图还示出了棱锥形元件19和半球形元件20。应当理解的是，也可以采用合适的圆盘。
应当理解的是，可以在不脱离基本构思的情况下对本发明的示例性实施方案的多个方面进行修改。因此，本发明尤其不受多孔锥体的任意数目或布置方式的限制。
Claims (10)
1.一种用于对在HTW工艺的含碳化石燃料的气化过程中产生的含碳底部产物进行后处理的方法，所述含碳底部产物位于流化床重力方向的下方，其特征在于：
通过将在底物产物氧化器(2)中装载开孔陶瓷元件(15-20)以供应氧化剂，所述开孔陶瓷元件例如为透气砖、陶瓷泡沫或其类似物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
通过圆锥形元件(15)将部分所述氧化剂引入从流化床排出的所述底部产物中，所述圆锥形元件固定在底部产物进入氧化器(2)的供给位置的下方。
3.根据权利要求1和2中任意一项所述的方法，其特征在于：
通过截头圆锥形透气砖(16，18)将至少部分所述氧化剂引入待处理的底部产物中，所述截头圆锥形透气砖并排布置并且中间留有间隙。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
对于截头圆锥形透气砖(18)的情况，所述氧化剂由圆锥形的端面和侧面引入。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
所采用的氧化剂为O2/蒸汽、或O2/CO2、或其类似物。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
在所述HTW气化炉下游的底部产物氧化器(2)中，在至少两个平面(12)供应所述氧化剂。
7.一种用于将氧化剂引入HTW气化炉内产生的底部产物中的装置，其中所述装置，例如底部产物氧化器(2)构成所述HTW气化炉的底部，其特征在于：
在底部产物氧化器(2)中提供至少一个包含多个透气砖(16，18)的穿孔平面。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述装置设有用于引入氧化剂的开孔陶瓷元件，例如透气砖(18)，其中对于截头圆锥形透气砖(18)的情况，所述砖具有透气性的端面以及透气性的侧面。
9.根据权利要求7和8中任一项所述的装置，其特征在于：
所述装置配备有至少一个测量设备，用于监测所述底部产物的含碳量，其中所述测量特别地用于控制排放装置。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：
将所述测量设备设置为非接触式测量，例如通过微波进行测量。
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