CN109022039A - 用于固定床加压气化器的粉煤进料 - Google Patents

用于固定床加压气化器的粉煤进料 Download PDF

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Abstract

提出了一种用于固定床加压气化器的粉煤进料以及还有用于从与伴生岩石共生的原煤生产此种粉煤进料的方法和设备，该粉煤进料在气化条件下形成具有非常良好的支撑和气体通路特性的灰分或渣块层。根据本发明，将用于此目的的粉碎的原煤进料到两个连续的密度分离阶段并且将所获得的第二轻质材料至少部分地与来自该第一密度分离阶段的重质材料混合。尤其当与FBDB类型的固定床加压气化器组合采用时，根据本发明获得的粉煤进料在气化条件下由于该旋转栅格的粉碎和混合作用而产生具有支撑和气体通路特性的灰分床，与从根据现有技术的粉煤进料获得的灰分床相比，这些特性得到改善。

Description

用于固定床加压气化器的粉煤进料
技术领域
本发明涉及一种用于FBDB类型的固定床加压气化器的粉煤进料、用于从与伴生岩石共生的原煤生产作为用于固定床加压气化器的进料材料的此种粉煤进料的方法和设备、以及这种粉煤进料用于生产包含氢气和碳氧化物的合成气的用途。
现有技术
术语合成气用于指的是包含氢气和碳氧化物并且在各种合成反应中使用的气体混合物。实例是通过哈伯-博施法(Haber-Bosch process)或费托合成(Fischer-Tropschsynthesis)来合成甲醇、制备氨。
用于生产合成气的惯用方法是通过固定床加压气化反应器使用蒸汽和氧气或空气作为气化剂在轴式反应器(shaft reactor)中在超大气压下气化煤以形成含有一氧化碳和氢气的合成气，其中固体灰分或液态渣作为副产物获得(取决于进行气化过程的方式)。由于作为进料材料引入的煤在气化操作期间被连续消耗，其结果是在重力的作用下煤的固定床连续向下下降而同时新鲜的进料材料在顶部加入，该方法就固体床而言不如说是移动床方法，因为固体床与在气化反应器的底端引入的气态气化剂逆流地移动。
在移动床气化器的情况下，气化介质相应地移动穿过颗粒或块状燃料或进料材料的床。这种类型的气化器具有优异的热效率，因为排放的灰分加热进入的气体并且流出的产物气体加热引入的固体进料材料。移动穿过床的固体颗粒的长停留时间(典型地从1至2小时)连同逆流体系的典型温度特征曲线使得高的碳转化效率是可能的。
在逆流移动床气化器中，进料材料行进穿过四个没有严格分开的具有不同温度和气体组成的区，其中随着固体的温度升高，可能发生以下化学反应：
干燥和热解区。原始的进料材料与热产物气体接触并且驱除水分。热解含碳材料以便形成气态产物随后发生。
气化区。来自该热解区的经热解的进料材料与来自紧接在下方的区的热燃烧产物和蒸汽接触。煤的反应主要与蒸汽、二氧化碳发生并且在较小程度上与氢气发生，使得总反应是吸热的。
燃烧区。该燃烧区为直接布置在其上方的气化区供应热能。关键反应是在气化后剩余的煤中的碳与氧气的反应，产生热量和碳氧化物。在此，温度升至最大值并且在具有干灰分床的非成渣气化的情况下，因此必须保持低于该灰分的熔点，这是通过引入过量的蒸汽(其量远超过化学计量所需的量)实现的。
灰分区。在具有干灰分床的非成渣气化过程的情况下，位于反应室的下面的灰分床(该灰分床搁置在栅格或旋转的栅格上)通过直接热交换来加热流入的气化介质并且另外充当气体分配器和位于其上方的燃料或进料材料床的支撑体。
移动床气化器的普及的型式是具有干灰分床的鲁奇(Lurgi)加压气化器(鲁奇FBDB(固定床干底)气化器)，其自20世纪30年代已经在商业上使用。该气化器被用于冷却的水套包围，在其中产生工艺蒸汽。用于引入用作进料材料的煤(典型地具有从3至50mm的尺寸的颗粒)的原料容器和闭锁系统安装在该气化器的顶部。使用电机驱动的分配器以便将进入反应室的煤均匀地分配在煤床上。在一些实施例中，存在机械搅拌器以便允许使用结块的煤。使用在气化器的底部处的电机驱动的旋转栅格以便带走形成的灰分，其中该灰分经由适当的闭锁系统排出并且进料到原料容器。将蒸汽和氧气或空气作为气化剂在气化器的底部引入并且经由该旋转栅格分配到煤床中。该栅格支撑煤床并且连续地旋转以便确保灰分的恒定的均匀的排出。作为产物气体的粗合成气以在从400℃至600℃的范围内的典型温度在该气化器的上端排出并且流过洗涤-冷却器，在该洗涤-冷却器中其被冷却和洗涤。该气体的进一步冷却、净化和调节根据预期用途来进行。
提供用于气化过程如FBDB过程的很多类型的煤含有大体上高比例的矿物作为伴生岩石或在采矿术语中脉石。在此类型的煤可以用于FBDB气化过程之前，灰分的比例通常通过洗涤过程(称为洗煤)降低。降低比例的灰分的主要优点是降低的运输成本和与其相关联的降低的由运输引起的排放，以及还有降低的对设备的磨损以及与其相关联的较低的维护成本和该过程的较大的热效率。灰分比例的降低通过密度分离方法如洗煤实现，其中原煤被分离成具有高比例的灰分和高相对密度的部分以及具有低比例的灰分和相对低密度的部分。
FBDB煤气化器的稳定操作还需要灰分床，其首先足够稳定以支撑煤床的重量并且其次使得流过固定床的气体的均匀且均质分布是可能的。为了实现这一点，有必要通过适当地设置气化剂中蒸汽与氧气比率来优化气化反应器中的最热区中的液态渣和固体矿物的比率。
此外，希望的是提高引入FBDB反应器中的煤的灰分熔点。这允许以气化剂中相对低的蒸汽与氧气比率实现稳定的灰分床并且因此导致总体更好的气体分布和气化性能以及还有降低的蒸汽消耗。为了提高灰分熔点，提议将煤分离成具有不同的灰分含量的不同部分(其然后也具有不同的灰分熔化特性)或引入影响一般的灰分熔化特性并且特别地提高灰分熔点的添加剂。
煤的灰分含量的降低也是所考虑的以便降低该气化反应器的磨损和维护成本。这可以在气化之前通过本身已知的密度分离(其还被称为洗煤)来实现。
美国专利文件US 8906122 B2传授了用于生产用于煤气化的煤进料的方法，其中使所使用的原煤经受洗煤以便产生具有不同密度和矿物含量的煤部分。将所获得的轻质部分进料到气流床气化，并且将重质部分进料到固定床加压气化。在此的缺点是必须使用两种不同的气化技术。
另一个缺点是形成至少部分地液态渣或在气化反应器中的条件下在其表面上软化的煤的那些矿物成分在洗煤中被不希望地去除。该部分地液化或软化的材料充当粘结剂或粘合剂，当其在该气化反应器的下部区域中在较低温度下再次凝固时。较大的灰分颗粒或渣块颗粒因此通过借助该(部分地)液态渣接合固体较小灰分颗粒而形成。特定煤的液态渣与固体灰分颗粒的比率取决于最高温度，其可以通过调节气化剂中的蒸汽与氧气比率而受到影响。
液态渣与固体颗粒的比率不仅限定了所形成的渣块颗粒的尺寸而且还限定了其稳定性。总体上，较高比例的液态渣导致不仅较大而且还更强的渣块颗粒的形成。渣块颗粒必须是足够稳定的以便能够承受搁置在其上的煤床的重量，并且同时这些颗粒的粒度分布必须是使得其确保气化剂在气化反应器的截面上的均质且均匀分布。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种用于固定床加压气化器的粉煤进料以及一种用于其生产的方法以及还有设备，其不具有从现有技术已知的方法的上述缺点。
该目的通过具有如权利要求1所述的特征的方法得以实现。本发明的方法的另外的实施例可以衍生自从属权利要求2至9。
本发明还提供了一种根据权利要求12所述的用于进行本发明的方法的设备，以及还有根据权利要求13至15所述的本发明的设备的另外的实施例。
本发明进一步提供了一种根据权利要求10所述的用于FBDB类型的固定床加压气化器的粉煤进料以及根据权利要求11所述的这种粉煤进料用于生产包含氢气和碳氧化物的合成气的用途。
本发明的方法：
一种用于从与伴生岩石共生的原煤生产作为用于固定床加压气化器的进料材料的粉煤进料的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供粉碎的原煤，
(b)将该粉碎的原煤引入第一密度分离阶段，该第一密度分离阶段适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第一固定界定密度的密度的部分，
(c)将具有小于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为富含碳的第一轻质材料排出并且将具有大于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为富含伴生岩石的重质材料排出，
(d)将该第一轻质材料引入第二密度分离阶段，该第二密度分离阶段适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第二固定界定密度的密度的部分，
(e)将具有小于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为进一步富含碳的第二轻质材料排出并且将具有大于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为中间材料排出，
(f)将该重质材料引入重质材料后处理(work-up)，该后处理包括至少一个选自下组的处理步骤：暂时储存、粉碎、均化、分类；将经处理的重质材料从该重质材料后处理中排出，
(g)将该经处理的重质材料的至少一部分与该第二轻质材料混合以产生该粉煤进料。
本发明的设备：
一种用于从含矿物的原煤生产作为用于固定床加压气化器的进料材料的粉煤进料的设备，该设备包括以下子组件和设备组成部分：
(a)用于提供该粉碎的含矿物的原煤的装置，
(b)第一密度分离阶段，其适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第一固定界定密度的密度的部分，用于将该粉碎的含矿物的原煤引入该第一密度分离阶段的装置，
(c)用于将具有小于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为第一轻质材料排出的装置和用于将具有大于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为重质材料排出的装置，
(d)第二密度分离阶段，其适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第二固定界定密度的密度的部分，用于将该第一轻质材料引入该第二密度分离阶段的装置，
(e)用于将具有小于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为第二轻质材料排出的装置以及用于将具有大于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为中间材料排出的装置，
(f)重质材料后处理阶段，其包括至少一种选自下组的装置：暂时储存器、粉碎装置、均化装置、分类装置；用于将该重质材料引入该重质材料后处理阶段的装置，用于将经处理的重质材料从该重质材料后处理阶段排出的装置，
(g)用于将该经处理的重质材料的至少一部分与该第二轻质材料混合以产生该粉煤进料的混合装置。
出于本发明的目的，固定床加压气化的反应条件是对于本领域技术人员来说本身已知的反应和方法条件(特别是温度、压力以及停留时间)，如在相关文献中详细地陈述的，并且在这些条件下，粉煤进料至合成气产物(比如CO和氢气)的至少部分转化、但优选地工业上相关的转化通过与气化剂的反应发生。
本发明提出了改性的洗煤和煤混合方法以及适用于此目的的设备，其首先降低该煤的伴生岩石或灰分含量并且随后确保可以获得所需的液态渣与固体矿物的比率以便实现所期望的结合作用，借助于该结合作用相对小的灰分或渣块颗粒接合以便形成更大且稳定的颗粒。以此方式，获得了气化器栅格上的灰分床的有利的气体通路特性和支撑特性，并且减少了气化反应器上的机械磨损。
因此，根据本发明提出了按以下的方式将两个密度分离阶段彼此组合，使得根据相对密度将原煤分离成三个不同的部分以便获得煤进料，该煤进料具有与原煤相比更低比例的灰分但同时具有足够且恰当的矿物以用作粘结剂。作为具有高碳含量、低比例的伴生岩石和相对低密度的轻质材料的粉煤部分作为最轻部分获得，具有低碳含量、高比例的伴生岩石和相对高密度的重质材料作为最重部分获得，其可以通过均化和分类进一步处理。在采矿术语中，后者还被称为脉石或脉石部分。然后将粉煤部分与该均化的脉石部分混合。本发明现在基于以下认识：所获得的重质材料或脉石部分具有相对高比例的矿物，这些矿物在固定床加压气化的反应条件下至少部分地熔化或至少在其表面上软化。该部分因此非常适合作为粘结剂，借助于该粘结剂较小的灰分或渣块颗粒可以接合以便形成更大且稳定的颗粒。
如果液体材料在反应器的下端在较低温度下再凝固，则其充当粘结剂或粘合剂。当固体灰分颗粒借助于液态渣彼此接合时，形成较大的灰分颗粒或渣块颗粒。特定煤的液态渣与固体灰分颗粒的比率取决于最高温度，其可以通过调节气化剂中的蒸汽与氧气比率而受到影响。
液态渣与固体颗粒的比率不仅限定了所形成的渣块颗粒的尺寸而且还限定了其稳定性。总体上，较高比例的液态渣导致更强且更大的渣块颗粒的形成。渣块颗粒必须是足够稳定的以便能够承受搁置在其上的煤床的重量，并且同时这些渣块颗粒的粒度分布必须是使得其确保气化剂在气化反应器的截面上的均质且均匀分布。
用于FBDB气化反应器中的显著比例的煤(目前可获得并且在未来甚至更多)具有高的黏土矿物含量。这些黏土矿物的一部分目前从煤基质中分离，虽然它们中的大部分作为黏土矿物与煤基质的密集的混合物或缔合体存在。
作为此类原煤的密度分离的结果，获得了具有低灰分含量和低相对密度并且含有由煤基质(与黏土矿物颗粒紧密混合)组成的颗粒的轻质部分。由纯矿物部分(称为伴生岩石或脉石)组成的颗粒和具有非常高比例的矿物和仅非常小比例的煤的颗粒被分离成具有高灰分含量和高相对密度的废物部分。可以附加地获得具有中间灰分含量和中间比密度的中间材料部分。
在该轻质部分中的矿物的大部分由黏土矿物、尤其是高岭石组成。在高温下，高岭石被转化成莫来石，其具有1840℃的熔点并且因此在气化反应器的反应条件下保持固体。
与其他剩余矿物相比，当高岭石的比例非常高时，该轻质部分可以为使得不存在可以用作粘合剂(即，可以形成液态渣)并且可以充当可获得的高岭石或莫来石颗粒之间的粘结剂的足够材料。因此不能形成稳定的渣块床。由于根据本发明将脉石部分添加到粉煤部分中的结果，可以转化成液态渣并且因此用作粘合剂或粘结剂的矿物的比例增加。此外，去除富含灰分的中间材料显著降低了用于该固定床加压气化器的粉煤进料的灰分含量(与原煤相比)，其结果是也降低了在使用根据本发明生产的粉煤进料的操作过程中对气化器的机械磨损。
本发明不仅使得有可能以稳定的方式使用洗煤操作气化反应器，而且其还提供了具有两个自由度的方法(其可以用于进一步优化该方法)：
1.该脉石部分以其全部或部分地再循环到粉煤部分。该值可以被优化以便在进入气化反应器的进料中设置最低可能的灰分含量以及因此最小可能的蒸汽与氧气比率，同时确保稳定的灰分床。
2.作为设置再循环到该粉煤部分的脉石部分的粒度的结果，灰分熔化行为受到影响并且因此进一步优化该方法。
根据本发明获得的粉煤进料与从现有技术已知的粉煤进料相比具有以下新颖且有利的特性：
-由于根据本发明将脉石部分添加到粉煤部分中的结果，可以转化成液态渣并且因此用作粘合剂或粘结剂的矿物的比例增加。因此可以形成稳定的灰分或渣块床。
-此外，去除富含灰分的中间材料显著降低了用于该固定床加压气化器的粉煤进料的灰分含量(与原煤相比)，其结果是也降低了在使用根据本发明生产的粉煤进料的操作过程中对气化器的机械磨损。
尤其当与FBDB类型的固定床加压气化器组合使用时，该旋转栅格的粉碎和混合作用导致根据本发明获得的粉煤进料在气化条件下产生具有支撑和气体通路特性的灰分床，与从根据现有技术的粉煤进料获得的灰分床相比，这些特性得到改善。
具体实施方式
在本发明的方法的优选实施例中，该原煤与伴生岩石共生，该岩石含有至少两种不同类型的矿物，其中该第一种类型的矿物在该固定床加压气化的反应条件下至少部分地熔化或软化，并且该第二种类型的矿物在相同的反应条件下保持固体并且该第二种类型的矿物更强地粘附到该煤上或更密切地与其共生。有利的是借助于机械处理和分离方法，例如粉碎和随后的密度分离，使得分离或至少富集两种类型的矿物能够发生。由于其相对更高的密度，该第一种类型的矿物变得在重质材料，即脉石部分中浓缩；第二种类型的矿物因为其与煤的紧密缔合而留在轻质部分中。
此类原煤的密度分离因此产生了具有低灰分含量和低相对密度并且含有由煤基质(其与黏土矿物颗粒、尤其是高岭石紧密混合)组成的颗粒的轻质部分。在高温下，高岭石被转化成莫来石，其具有1840℃的熔点并且因此在气化反应器的反应条件下保持固体。
与其他剩余矿物相比，当高岭石的比例非常高时，该轻质部分可以为使得不存在可以用作粘合剂(即，可以形成液态渣)并且可以充当可获得的高岭石或莫来石颗粒之间的粘结剂的足够材料。因此不能形成稳定的渣块床。由于根据本发明将脉石部分添加到粉煤部分中的结果，可以转化成液态渣并且因此用作粘合剂或粘结剂的矿物的比例增加。此外，去除富含灰分的中间材料显著降低了用于该固定床加压气化器的粉煤进料的灰分含量(与原煤相比)，其结果是也降低了在使用根据本发明生产的粉煤进料的操作过程中对气化器的机械磨损。
因此，在本发明的方法的特别优选的实施例中，第二种类型的矿物因此由黏土矿物、特别是高岭石形成。
在本发明的方法中，该第一固定界定密度优选是在从1.8至2.1g/cm3的范围内、优选1.9g/cm3。此外，在本发明的方法中该第二固定界定密度优选是在从1.4至1.8g/cm3的范围内、优选1.6g/cm3。
尤其当两个上述实施例一起采用时，借助于适当的密度分离步骤可以将常规的原煤可靠地分离成富含碳的轻质材料、富含第一种类型的矿物的重质材料以及中间密度的中间材料，其中后者例如能够作为废物部分丢弃。
在本发明的方法的特别优选的实施例中，至少一个密度分离阶段、优选两个密度分离阶段被配置为重质液体分离装置并且相应的重质液体密度对应于该第一和/或第二固定界定密度。相应的装置是可商购的。从现有技术已知通过使用适合的重质材料设置相应的重质液体密度。
在将第一轻质材料进料到第二密度分离阶段之前，优选进行该第一轻质材料的进一步粉碎。以此方式，较大比例的第一轻质材料可以转移到第二轻质材料中并且减少中间材料的比例。
在本发明的方法的具体实施例中，该重质材料后处理包括暂时储存、均化和分类并且所获得的重质材料细粉被从该重质材料后处理排出并且至少部分地与该第二轻质材料混合在一起以产生该粉煤进料。在引入原煤和关于由下游工艺步骤造成的降低方面的波动可以通过该重质材料的暂时储存变平坦。均化和分类使得有可能获得重质材料部分，由于其小的粒度，该部分确保与第二轻质材料的紧密混合。
固定床加压气化器特别优选是FBDB类型的气化器，其中进料材料和/或灰分在该气化器的操作期间搁置在旋转栅格上。FBDB煤气化器的稳定操作需要灰分床，其首先足够稳定以承受煤床的重量并且其次允许流过固定床的气体的均匀且均质分布。这通过灰分或渣块颗粒变成可能，这些颗粒从根据本发明的粉煤进料在气化条件下形成。
本发明的方法的另一个实施例的特征在于所获得的中间材料被进一步粉碎并且至少部分地再循环到方法步骤1(a)中。以此方式，中间材料的量可以被转移到轻质材料和/或重质材料中并且减少废物部分。
在本发明设备的优选实施例中，至少一个密度分离阶段、优选两个密度分离阶段被配置为重质液体分离装置并且相应的重质液体密度对应于该第一和/或第二固定界定密度。相应的装置是可商购的。从现有技术已知通过使用适合的重质材料设置相应的重质液体密度。
在本发明设备的具体实施例中，该设备进一步包括粉碎装置，该粉碎装置空间地和/或关于工艺流连接到该第一密度分离阶段和该第二密度分离阶段并且适合用于在引入该第二密度分离阶段之前将该第一轻质材料进一步粉碎。以此方式，较大比例的第一轻质材料可以转移到第二轻质材料中并且减少中间材料的比例。
在本发明的另一方面，本发明的设备被配置为使得重质材料后处理阶段进一步包括以下设备组成部分：暂时储存器、均化装置、分类装置、用于将从该重质材料后处理阶段获得的该重质材料细粉排出的装置，用于将该重质材料细粉与该第二轻质材料至少部分地混合以产生该粉煤进料的装置。在引入原煤和关于由下游工艺步骤造成的降低方面的波动可以通过该重质材料的暂时储存变平坦。均化和分类使得有可能获得重质材料部分，由于其小的粒度，该部分确保与第二轻质材料的紧密混合。
工作实例
本发明的实施例、优点以及可能的用途还可以从以下工作实例和附图的说明中得出。在此，所描述和/或所描绘的所有特征其本身或以任何组合构成本发明，不论在权利要求或其回引中总结它们的方式。
单个附图示出了：
图1本发明的方法或本发明的设备的优选实施例。
在下面解释的根据图1的工作实例中，术语“导管”应该以一般术语解释并且涵盖不仅较窄意义上的管而且涵盖对于机械加工技术的技术人员来说本身已知的所有其他输送方法和输送装置，例如传送带、传输螺杆、槽形链板输送机、气力输送单元等；在此不再对其进行进一步详细地描述和描绘。本领域技术人员将能够在每种情况下取决于待输送的材料的性质选择适当的输送方法。
在图1中示意性地示出的本发明的方法或本发明的设备的优选实施例中，经由导管2将粉碎的原煤引入设备1中用于生产用于具有旋转栅格的FBDB类型的固定床加压气化器的粉煤进料。在此使用的原煤与包括不同类型的矿物的伴生岩石共生。这些包括高岭石，该高岭石特别密切地与存在的煤共生并且以细岩脉或线穿透后者。
原煤经由导管2进入第一密度分离阶段3，其被配置为重质液体分离装置。在此中，重质液体密度被设置为在从1.8g/cm3至2.1g/cm3范围内、优选1.9g/cm3的第一固定界定密度。在此第一密度分离阶段中，将脉石或富含共生岩石的重质材料，即矿物或共生岩石部分，其包含仅小比例的煤，从剩余的原煤中分离出来并且经由导管11从该第一密度分离阶段中排出。
具有小于该第一固定界定密度的密度的固体部分经由导管4作为富含碳的第一轻质材料从该第一密度分离阶段排出并且供应到第二密度分离阶段5。在后者中，重质液体密度被设置为在从1.4g/cm3至1.8g/cm3范围内、优选1.6g/cm3的第二固定界定密度。在该第二密度分离阶段中，其再次被配置为重质液体分离装置，具有小于该第二固定界定密度的密度的固体部分经由导管6作为第二轻质材料(其进一步富含碳)排出并且具有大于该第二固定界定密度的密度的固体部分经由导管7作为中间材料从该方法中排出并且作为废物丢弃。
将第二轻质材料经由导管6运输到原料容器8中并且经受在其中的暂时储存。
将经由导管11从该第一密度分离阶段排出的重质材料引入均化和暂时储存装置12中。由此，将其经由导管13排出并且进料到分类装置14中，该分类装置配备有一组具有不同筛孔的筛。在该分类操作中获得的粗部分经由导管16从该分类装置中排出并且作为废物丢弃。在该分类操作中获得的重质材料细粉经由导管15排出，进料到均化装置10并且在此中至少部分地与该第二轻质材料(经由导管9从原料容器8中排出并且同样进料到该均化装置中)混合，以便形成经由导管17从设备1排出并且现在可以进料到固定床加压气化反应器的粉煤进料。
工业实用性
本发明提出了一种用于固定床加压气化器的粉煤进料以及还有用于从原煤生产此种粉煤进料的方法和设备，该原煤与伴生岩石共生并且在气化条件下形成灰分或渣块层(具有非常良好的支撑和气体通路特性)。从煤进料中去除富含灰分的中间材料显著降低了用于该固定床加压气化器的粉煤进料的灰分含量(与原煤相比)，其结果是也降低了在使用根据本发明生产的粉煤进料的操作过程中对气化器的机械磨损。尤其当与FBDB类型的固定床加压气化器组合采用时，根据本发明获得的粉煤进料在气化条件下由于该旋转栅格的粉碎和混合作用而产生具有支撑和气体通路特性的灰分床，与从根据现有技术的粉煤进料获得的灰分床相比，这些特性得到改善。
附图标记清单
[1] 设备
[2] 导管
[3] 第一密度分离阶段
[4] 导管
[5] 第二密度分离阶段
[6] 导管
[7] 导管
[8] 原料容器
[9] 导管
[10] 均化装置
[11] 导管
[12] 均化和暂时储存装置
[13] 导管
[14] 分类装置
[15] 导管
[16] 导管
[17] 导管

Claims (15)

1.一种用于从与伴生岩石共生的原煤生产作为用于固定床加压气化器的进料材料的粉煤进料的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供粉碎的原煤，
(b)将该粉碎的原煤引入第一密度分离阶段，该第一密度分离阶段适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第一固定界定密度的密度的部分，
(c)将具有小于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为富含碳的第一轻质材料排出并且将具有大于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为富含伴生岩石的重质材料排出，
(d)将该第一轻质材料引入第二密度分离阶段，该第二密度分离阶段适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第二固定界定密度的密度的部分，
(e)将具有小于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为进一步富含碳的第二轻质材料排出并且将具有大于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为中间材料排出，
(f)将该重质材料引入重质材料后处理，该后处理包括至少一个选自下组的处理步骤：暂时储存、粉碎、均化、分类；将经处理的重质材料从该重质材料后处理中排出，
(g)将该经处理的重质材料的至少一部分与该第二轻质材料混合以产生该粉煤进料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该原煤与伴生岩石共生，该岩石含有至少两种不同类型的矿物，其中该第一种类型的矿物在该固定床加压气化的反应条件下至少部分地熔化或软化，并且该第二种类型的矿物在相同的反应条件下保持固体并且该第二种类型的矿物更强地粘附到该煤上或更密切地与后者共生。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该第二种类型的矿物由黏土矿物、特别是高岭石形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该第一固定界定密度是在从1.8g/cm3至2.1g/cm3的范围内、优选1.9g/cm3。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该第二固定界定密度是在从1.4g/cm3至1.8g/cm3的范围内、优选1.6g/cm3。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个密度分离阶段、优选两个密度分离阶段被配置为重质液体分离装置并且相应的重质液体密度对应于该第一和/或第二固定界定密度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该第一轻质材料在引入该第二密度分离阶段之前被进一步粉碎。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该重质材料后处理包括暂时储存、均化和分类，并且在于，所获得的重质材料细粉被从该重质材料后处理排出并且至少部分地与该第二轻质材料混合以形成该粉煤进料。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该固定床加压气化器是FBDB类型的气化器，并且在于，该进料材料和/或该灰分在该气化器的操作期间搁置在旋转栅格上。
10.粉煤进料，其通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法获得。
11.根据权利要求1至9中任一项产生的粉煤进料用于生产包含氢气和碳氧化物的合成气的用途。
12.一种用于从含矿物的原煤生产作为用于固定床加压气化器的进料材料的粉煤进料的设备，该设备包括以下子组件和设备组成部分：
(a)用于提供该粉碎的含矿物的原煤的装置，
(b)第一密度分离阶段，其适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第一固定界定密度的密度的部分，用于将该粉碎的含矿物的原煤引入该第一密度分离阶段的装置，
(c)用于将具有小于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为第一轻质材料排出的装置和用于将具有大于该第一固定界定密度的密度的固体部分作为重质材料排出的装置，
(d)第二密度分离阶段，其适合用于将固体颗粒分离成具有小于和大于第二固定界定密度的密度的部分，用于将该第一轻质材料引入该第二密度分离阶段的装置，
(e)用于将具有小于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为第二轻质材料排出的装置以及用于将具有大于该第二固定界定密度的密度的固体部分作为中间材料排出的装置，
(f)重质材料后处理阶段，其包括至少一种选自下组的装置：暂时储存器、粉碎装置、均化装置、分类装置；用于将该重质材料引入该重质材料后处理阶段的装置，用于将经处理的重质材料从该重质材料后处理阶段排出的装置，
(g)用于将该经处理的重质材料的至少一部分与该第二轻质材料混合以产生该粉煤进料的混合装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，至少一个密度分离阶段、优选两个密度分离阶段被配置为重质液体分离装置并且相应的重质液体密度对应于该第一和/或第二固定界定密度。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括粉碎装置，该粉碎装置连接到该第一密度分离阶段和该第二密度分离阶段并且适合用于在将该第一轻质材料引入该第二密度分离阶段之前将其进一步粉碎。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该重质材料后处理阶段进一步包括以下设备组成部分：暂时储存器、均化装置、分类装置、用于将从该重质材料后处理阶段获得的该重质材料细粉排出的装置，用于将该重质材料细粉与该第二轻质材料至少部分地混合以产生该粉煤进料的装置。
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