CS199271B2 - Process for preparing synthesis gas - Google Patents

Process for preparing synthesis gas Download PDF

Info

Publication number
CS199271B2
CS199271B2 CS758215A CS821575A CS199271B2 CS 199271 B2 CS199271 B2 CS 199271B2 CS 758215 A CS758215 A CS 758215A CS 821575 A CS821575 A CS 821575A CS 199271 B2 CS199271 B2 CS 199271B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
tar
coal
gas
solids
soot
Prior art date
Application number
CS758215A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Den Berg Godfried J Van
Pieter J Halbmeyer
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of CS199271B2 publication Critical patent/CS199271B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60Processes
    • C10J3/64Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/78High-pressure apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093Coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0959Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • C10J2300/0976Water as steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1823Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1892Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

1528368 Synthesis gas production SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ BV 3 Dec 1975 [5 Dec 1974] 49639/75 Heading C5E In a process for the production of synthesis gas by the partial combustion of coal, tar is separated from the crude gas produced, gasified by partial combustion with the production of soot, and the soot formed is separated from the gases and combusted together with the coal. Preferably, before gasification, the tar is separated into two portions, one containing solids such as ash and unconverted carbon and the other free from solids. The solids-free portion is gasified with oxygen and steam, and the soot separated from the gaseous products by washing with water. The soot/water mixture thus formed is mixed with the solids containing tar and recycled to the coal combustion reactor for partial combustion with the coal. The coal used may be lignite, bituminous coal or anthracite.

Description

Tento vynález se týká způsobu přípravy syntézního plynu částečným spalováním uhlí.The present invention relates to a process for preparing synthesis gas by partial combustion of coal.

Během přípravy vzniká rovněž dehet, který je od výsledného syntézního plynu oddělován. Alespoň část tohoto dehtu je potom zplyňována · částečným spalováním za současné tvorby sazí. Z výsledného plynu jsou potom tyto saze odděleny a alespoň část jich je částečně spalována pohromadě s uhlím.During the preparation, tar also separates from the resulting synthesis gas. At least a portion of this tar is then gasified by partial combustion while forming soot. The soot is then separated from the resulting gas and at least a portion of it is partially combusted together with the coal.

Způsob přípravy syntézního plynu neúplným spalováním uhlí pomocí plynu obsahujícího kyslík při teplotě v rozmezí 700 až ' 1100 °C, během něhož vzniká dehet obsahující tuhé podíly, který se oddělí od plynu, přičemž alespoň část dehtu se zplynuje neúplným spalováním pomocí plynu obsahujícího kyslík ' při teplotě v rozmezí 1000 až 1500 °C za tlaku v rozmezí 01 až 10 MPa, za tvorby sazí, . které se oddělí od plynu a alespoň část se neúplně spálí spolu s uhlím, s? · pro zlepšení zplynění dehtu podle vynálězu provádí tak, že se z 25 až 75 % dehtu odstraní tuhé podíly usazením ve zbylých 75 až 25 % dehtu, alespoň část dehtu, ze kterého byly odstraněny tuhé podíly, se zplyní neúplným spalováním a alespoň část sazí vzniklých při neúplném spalování dehtu se vpraví do dehtu, v němž se usadily tuhé podíly, .a tato směs se neúplně spaluje s uhlím.Process for preparing synthesis gas by incomplete combustion of coal with an oxygen-containing gas at a temperature in the range of 700 to 1100 ° C, during which a tar-containing tar is formed which is separated from the gas, at least a portion of the tar being gasified by incomplete combustion with oxygen-containing gas at at a temperature in the range of 1000 to 1500 ° C at a pressure in the range of 1 to 10 MPa to form carbon black; which are separated from the gas and at least a part of which is incompletely burned together with the coal, s? · To improve the gasification of the tar according to the invention, the solids are removed from 25 to 75% of tar by settling in the remaining 75 to 25% of tar, at least part of the tar from which the solids have been removed is gasified by incomplete combustion and at least part of the soot in the case of incomplete combustion of tar, it is introduced into the tar in which the solids have settled, and this mixture is incompletely combusted with coal.

Surovinou používanou pro tento způsob výroby je pevný uhlíkatý materiál. Pojmem pevný uhlíkatý materiál je míněno pevné palivo, které v podstatě . sestává z volného a chemicky vázaného uhlíku. Kromě toho může toto .palivo obsahovat vodík, kyslík, síru, dusík, kovy a/nebo popel. Mezi výchozí materiály tohoto typu patří například lignit, dehtovité uhlí, středně dehtovité uhlí, antracit a koks.The raw material used for this process is a solid carbonaceous material. By solid carbonaceous material is meant a solid fuel that essentially. it consists of free and chemically bonded carbon. In addition, the fuel may comprise hydrogen, oxygen, sulfur, nitrogen, metals and / or ash. Starting materials of this type include, for example, lignite, tar coal, medium tar coal, anthracite and coke.

V souvislosti s uvedenou metodou je uhlí napřed rozmělněno na malé kousky nebo. na prášek a pak se teprve zpracovává částečným spalováním. Částečné spalování uhlí za současné tvorby dehtu může být prováděno· určitým vhodným způsobem, jako je . například Lurgiho proces nebo Synthanův proces. Tyto způsoby byly popsány v „Thé Oil and Gas Journal“ 26. 8. 1974, str. 80 a . 84. Pro první fázi procesu související s tímto vynálezem je zejména používán Lurgiho proces. Tento způsob je detailně . objasněn v „Ullmanns Enzyklopádie der technischen Chemie“, svazek 10, str. 418 až 424. . Během částečného spalování je uhlí pomocí kyslíku, vzduchu - nebo vzduchu obohaceného kyslíkem převáděno na plynnou směs, která se skládá hlavně z vodíku a . kysličníku uhelnatého. Kromě toho se mohou v této plynné směsi vyskytovat větší nebo menší množství dusíku, kysličníku uhličitého, vody, me199271 thanu, sirovodíku a karbonylsulfidu podle povahy uhlí, složení plynu používaného ke spalování a podle užitého způsobu zplyňování. Jako oxidační plyn se převážně používá kyslík, poněvadž tím vzniká plyn . o vysoké výhřevnosti. ..........In the context of said method, the coal is first pulverized into small pieces or. into a powder and then processed by partial combustion. The partial combustion of coal while producing tar can be carried out in some suitable manner, such as. for example, the Lurgi process or the Synthan process. These methods have been described in "The Oil and Gas Journal" 26 August 1974, p. 80 a. 84. In particular, the Lurgi process is used for the first phase of the process associated with the present invention. This method is detailed. explained in "Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie", Vol. 10, pp. 418-424. During partial combustion, the coal is converted by means of oxygen, air - or oxygen - enriched air into a gaseous mixture consisting mainly of hydrogen and. carbon monoxide. In addition, greater or lesser amounts of nitrogen, carbon dioxide, water, methanol, hydrogen sulfide and carbonyl sulfide may be present in the gas mixture, depending on the nature of the coal, the composition of the gas used for combustion, and the gasification method used. Oxygen is predominantly used as the oxidizing gas, since this produces a gas. of high calorific value. ..........

Na 1 kg uhlí je vhodné používat množství 0,2 až 0,4 m3 kyslíku. Během částečného spalování je jako teplotní moderátor ' zaváděna nejčastěji pára. Do reakční směsi je vhodné přidávat 2 až 9 kg páry na 1 Nm3 kyslíku.An amount of 0.2 to 0.4 m 3 of oxygen should be used per kg of coal. During partial combustion, steam is most often introduced as a temperature moderator. Suitably, 2 to 9 kg of steam per 1 Nm 3 of oxygen are added to the reaction mixture.

Po zplynění uhlí, což bývá nejčastěji při teplotách v rozmezí 700—1100- °C, je výsledný plyn odveden ze zplyňovacího reaktoru. Tento plyn má převážně teplotu v rozmezí od 370 do' 600 °C a kromě požadovaných částí 112, Co a CH4 obsahuje také nežádoucí nečistoty, jako je dehet, . olej, nafta, fenoly, voda, amoniak, sirovodík, .kysličník uhličitý, mour a popel.After coal gasification, which is most often at temperatures in the range of 700-1100 ° C, the resulting gas is discharged from the gasification reactor. This gas is predominantly at a temperature in the range of 370 to 600 ° C and, in addition to the required portions 112, Co and CH 4, it also contains undesirable impurities such as tar. oil, diesel, phenols, water, ammonia, hydrogen sulfide, carbon dioxide, wall and ash.

Aby byly z tohoto plynu odstraněny nečistoty, byl surový plyn ochlazen na teplotu mezi 40 a 200 “C nejčastěji v nepřímém výměníku 'tepla pomocí vody. Během tohoto chlazení dochází k tvorbě páry. Při tomto ochlazovacím procesu kondenzují dehet, olej, nafta, fenoly a voda, zatímco uhlí a popel jsou zachycovány ve ' zkondenzované kapalině. Ze zbylého plynu je . tato zkondenzovaná kapalina oddělena. Dehet obsahující olej, naftu, fenoly, popel a uhlí je z oddělené kapaliny získáván frakční destilací. Plyn může ' být čištěn od .dalších nečistot, sirovodíku, kysličníku uhelnatého, COS, CS2 a HCN.In order to remove impurities from this gas, the raw gas was cooled to a temperature of between 40 and 200 ° C, most often in an indirect heat exchanger with water. Steam is formed during this cooling. In this cooling process, tar, oil, diesel, phenols and water condense, while coal and ash are trapped in the condensed liquid. From the remaining gas is. this condensed liquid is separated. The tar containing oil, diesel, phenols, ash and coal is recovered from the separated liquid by fractional distillation. The gas may be purified from other impurities, hydrogen sulfide, carbon monoxide, COS, CS2 and HCN.

Alespoň část vzniklého dehtu je znovu zplyňována ' částečným spalováním za tvorby sazí. . Pro toto částečné spalování může být použit kyslík nebo vzduch, a to buď obohacený, nebo. neobohacený kyslíkem. Dehet je převážně zplyňován za použití kyslíku. Toto zplyňování může být prováděno jakýmkoliv vhodným způsobem. Přehled známých způsobů na přípravu plynu s obsahem vodíku a kysličníku uhličitého . částečným spalováním kapalných paliv je uveden v „Chemiker Zeitung“ 3. 3. 1972, str. 123—134. Pro zplyňování 'dehtu je převážně používán zplyňovací způsob firmy Shell. Tento proces je popsán v „Chemical Economy and Enginering Revíew“, prosinec 1973, svazek 5, č. 12, str. 22—28.At least a portion of the tar formed is re-gasified by partial combustion to form soot. . Oxygen or air may be used for this partial combustion, either enriched or. not enriched with oxygen. The tar is predominantly gasified using oxygen. This gasification can be carried out in any suitable manner. Overview of known methods for the preparation of hydrogen and carbon dioxide gas. Partial combustion of liquid fuels is given in the "Chemiker Zeitung" March 3, 1972, pp. 123-134. The gasification method of Shell is predominantly used for tar gasification. This process is described in "Chemical Economy and Engineering Revision", December 1973, Volume 5, No. 12, pp. 22-28.

Při částečném spalování dehtu je jako teplotní moderátor nejčastěji dávkována . pára. Její přidávané· . množství bývá 0,5—3 kg na kilogram dehtů.In the case of partial combustion of tar, it is most frequently dosed as a temperature moderator. steam. Its added. the amount is 0.5-3 kg per kilogram of tar.

Kyslík nebo kyslík obsahující plyn bývá před vstupem do reakční zóny, kde dochází k částečnému spalování dehtu, předehříván na teplotu 200 až 500 °C. Po předehřátí je horký oxidační plyn smíchán v určitém poměru s dehtem a tato směs dehet-plyn je při vysokém 'tlaku nastřikována do reaktoru. Přetlak bývá 1—50 atm oproti tlaku v reaktoru. Reaktorem bývá nejčastěji prázdná 0celová nádoba, jejíž vnitřek je . z materiálu odolného vůči teplu. ' Nejvíce používaný rea ktor je popsán v britských patentech 780 120, 832 385, 850 409 a 967 885.The oxygen or oxygen-containing gas is preheated to 200-500 ° C prior to entering the reaction zone where the tar is partially combusted. After preheating, the hot oxidizing gas is mixed to some extent with the tar and this tar-gas mixture is injected into the reactor at high pressure. The overpressure is 1-50 atm compared to the reactor pressure. The reactor is usually an empty 0-vessel, the interior of which is. made of heat resistant material. Most commonly used is described in British Patents 780,120, 832,385, 850,409 and 967,885.

Částečné spalování dehtu je nejčastěji prováděno při teplotách v rozmezí 1000 až 1500 stupňů Celsia, což je výsledná teplota reakce mezi dehtem a kyslíkem a popřípadě párou.The partial combustion of tar is most often carried out at temperatures in the range of 1000 to 1500 degrees Celsius, which is the resulting temperature of the reaction between tar and oxygen and possibly steam.

Tlak udržovaný v reaktoru může kolísat v určitém rozmezí a bývá ' nejčastěji držen v rozsahu 0,1 až' 10,0 MPa. Aby přeměna zaváděného dehtu na plyn byla co. nejlepší, musí se kapky dehtu zdržovat v reaktoru po určitý čas. Bylo zjištěno, že vhodná doba ' zdržení se pohybuje mezi 1 až 15 sekundami.The pressure maintained in the reactor may vary within a certain range, and is typically maintained in the range of 0.1 to 10.0 MPa. So that the conversion of the introduced tar to gas is what. preferably, the tar droplets must remain in the reactor for some time. A suitable residence time has been found to be between 1 and 15 seconds.

Po přeměně dehtu . na plyn . je reakční produkt, který se skládá v podstatě z H2, CO, CO2, N2 a H2O, vypouštěn z reaktoru.After tar conversion. for gas. is a reaction product consisting essentially of H2, CO, CO2, N2 and H2O discharged from the reactor.

Tento plyn má vysokou teplotu, obecně asi kolem 1100 °C, obsahuje popel, saze a sirovodík. Během zplyňování ' se tvoří z 1 . kg dehtu .asi 0,05 .až 0,20 kg sazí. Aby bylo možno odstranit nečistoty, je plyn po opuštění reaktoru ochlazován. Toto chlazení se provádí účinně vstřikováním vody, ' páry nebo části již ochlazeného a vyčištěného produkovaného plynu. V souvislosti s tímto vynálezem je chlazení částečně nebo celkově prováděno v regenerátoru, ve kterém se k tvorbě páry využívá odpadního· ' tepla plynů 0pouštějících reaktor.This gas has a high temperature, generally about 1100 ° C, contains ash, soot and hydrogen sulfide. During the gasification, it is formed from 1. kg of tar. 0.05 to 0.20 kg of soot. In order to remove impurities, the gas is cooled after leaving the reactor. This cooling is effected efficiently by injecting water, steam or a portion of the cooled and cleaned product gas. In connection with the present invention, the cooling is partially or totally carried out in a regenerator in which the waste heat of the gases leaving the reactor is used to generate steam.

Plyn je tímto způsobem ochlazován na teplotu pohybující se. v rozmezí 120 až 250 °C.The gas is thereby cooled to a moving temperature. in the range of 120 to 250 ° C.

Obsah pevných látek v chlazeném plynu je udržován na nízké úrovni vhodnou volbou podmínek v reaktoru. Nicméně je však ještě požadováno další snížení obsahu pevných látek, například odsířením a také převedením kysličníku uhelnatého, 'který je v plynu obsažen, pomocí vody na kysličník uhličitý a vodík. Nakonec je plyn veden do pračky plynu, ve které je propírán kapalinou, nejčastěji vodou. Uspořádání zařízení tohoto typu je popsáno v britském patentu 826 209.The solids content of the cooled gas is kept low by appropriate selection of reactor conditions. However, further reduction of the solids content is still required, for example by desulfurization as well as by converting the carbon monoxide contained in the gas with water to carbon dioxide and hydrogen. Finally, the gas is fed to a gas scrubber in which it is scrubbed with liquid, most often water. An arrangement of this type of device is described in British Patent 826 209.

Zpracováním plynu propíráním podle tohoto způsobu je získán . plyn, který' v podstatě neobsahuje pevné látky a má teplotu 20' až 80 °C. . Suchý plyn, 'který neobsahuje pevné látky, má složení pohybující 'se v určitých mezích, jak je uvedeno v následující tabulce I.Treatment of the gas by scrubbing according to this method is obtained. a substantially solid-free gas having a temperature of 20-80 ° C. . The dry, non-solid gas has a composition within certain limits as shown in Table I below.

Tabulka ITable I

složka component % obj. % vol. H2 H2 15—50 15—50 CO WHAT 15—30 15—30 CO2 CO2 7—30 7—30 CH4 CH4 0— 5 0— 5 I-I2S I-I2S 0,05- 0.5 0,05- 0.5 N2 + A N2 + A 1—55 1—55

Tento .plyn je ještě dále čištěn, aby byl odstraněn H2S a popřípadě alespoň část CO2.This gas is further purified to remove H2S and possibly at least a portion of CO2.

Toto čištění je prováděno známým způsobemThis purification is carried out in a known manner

H2S a CO2 jsou převážně odstraňovány z plynu použitím ADIP procesu nebo SULFI199271H2S and CO2 are predominantly removed from the gas using the ADIP process or SULFI199271

NOL procesu, které jsou popsány v britských patentech 1 444 963, 1 131 ·989, · 965 358, 957 260 a 972 140.NOL processes as described in British Patents 1 444 963, 1 131 · 989, · 965 358, 957 260 and 972 140.

Suchý plyn prostý pevných látek a HžS má potom následující složení, jak · uvádí tabulka II.The solid and HZS-free dry gas then has the following composition, as shown in Table II.

Tabulka IITable II

složka component % obj. % vol. H2 H2 15—50 15—50 CO WHAT 15—30 15—30 CO2 CO2 7—30 7—30 CH4 CH4 0— 5 0— 5 H2S H2S 0,001—0,010 0,001—0,010 N2 + A N2 + A 1—55 1—55

Jak bylo dříve popsáno, dehet se tvoří jako vedlejší produkt při zplyňování uhlí. Tento dehet obvykle obsahuje 1 až 25 ·% pevných látek, což jsou popel a nepřeveditelné nebo částečně převeditelné částice uhlí.As previously described, tar is formed as a by-product in coal gasification. This tar typically contains 1 to 25% solids, which are ash and non-convertible or partially transferable coal particles.

Poněvadž vysoký obsah pevných látek brání ·· následujícímu zplyňování dehtu, je alespoň část pevných látek odstraněna z části dehtu. Odstranění může být prováděno nějakým vhodným způsobem, dejme tomu usazováním pevných látek z jedné části dehtu do druhé. Nejčastěji jsou pevné látky odstraněny z 25 až 75 % dehtu například usazováním do zbylých 75 až 25 % dehtu. Další vhodný způsob používaný pro odstranění pevných látek z dehtu je propírání dehtu horkou vodou, nejčastěji při 125 °C.Since a high solids content prevents subsequent tar gasification, at least a portion of the solids is removed from the tar portion. The removal can be carried out in any suitable manner, say by settling solids from one part of the tar to the other. Most often, the solids are removed from 25 to 75% of tar by, for example, settling into the remaining 75 to 25% of tar. Another suitable method used to remove solids from tar is to wash the tar with hot water, most often at 125 ° C.

Část dehtu z které byly odstraněny pevné látky, je zvláště vhodné zplyňovat neúplným · spalováním.Part of the tar from which the solids have been removed is particularly suitable for gasification by incomplete combustion.

Část dehtu, z které nebyly odstraněny pevné látky, nebo část, která byla obohacena nečistotami při usazovacím procesu a která nyní obsahuje větší množství pevných látek, než původně obsahovala, je obvykle recirkulována a částečně spalována buď spolu ve směsi s uhlím, nebo samostatně, podle toho, co je požadováno.The part of the tar from which the solids have not been removed, or the part which has been enriched by impurities in the settling process and which now contains more solids than originally contained, is usually recirculated and partially combusted either together with coal or separately, according to of what is required.

V souvislosti s předcházejícím popisem vynálezu je tedy 25 °/o až 75 % dehtu zplyňováno přímo a 75 % až 25 · % dehtu je recirkulováno a částečně spalováno spolu s uhlím.Accordingly, in the context of the foregoing description, 25% to 75% of the tar is directly gasified and 75% to 25% of the tar is recirculated and partially combusted with coal.

Jak bylo uvedeno dříve, během zplyňování dehtu částečným spalováním se tvoří saze. Tyto saze jsou z výsledného syntézního plynu oddělovány a část jich je spalována spolu s uhlím, aby byl získán plyn s obsahem Hž a CO2. Pro separaci sazí z plynu jsou nejčastěji používány metody popsané v britských patentech 826 209 a 1 267 896.As mentioned previously, during the gasification of tar by partial combustion, soot is formed. These carbon blacks are separated from the resulting syngas and a portion of them is combusted together with coal to obtain a H 2 and CO 2 gas. The methods described in British Patents 826,209 and 1,267,896 are most commonly used to separate carbon black from gas.

Jestliže je část dehtu vytvořená během částečného spalování · uhlí recirkulována zpět do procesu částečného spalování uhlí, je výhodné smísit alespoň část sazí s částí dehtu a výslednou směs dehtu a sazí částečně spalovat spolu s uhlím. Přimíšení sazí je zejména Vhodné používat, ikdyž část dehtu obsahuje pevné látky, zejména popel nebo jen částečně· převedené uhlí. Je vhodné používat 3 až 10 hmotnostních · · částí dehtu na 1 hmotnostní část sazí.If a portion of the tar formed during the partial combustion of coal is recirculated back to the partial combustion process of coal, it is preferable to mix at least a portion of the carbon black with a portion of the tar and partially heat the resulting mixture of tar and carbon black with the coal. Carbon black is particularly suitable for use even when part of the tar contains solids, in particular ash or only partially converted coal. It is suitable to use 3 to 10 parts by weight of tar per 1 part by weight of carbon black.

Saze mohou být přímo smíchány s dehtem nebo napřed s vodou a potom s dehtem. · · V prvním · případě je výsledný surový plyn z nedokonalého spalování části dehtu uveden ve styk s daší částí dehtu, takže saze jsou převedeny do této části. Surový plyn je v tomto případě napřed ochlazen na teplotu mezi · 50 · a 200 °C · dehet, který je určen pro smíšení se sazemi, má obvykle teplotu v rozmezí 50 až 200 °C. V druhém případě je voda obsahující saze, která má hmotnostní obsah sazí 0,5 % až 10 % a teplotu v, rozmezí 100 až 150 °C, uvedena v kontakt s dehtem, který mívá obvykle teplotu 100 až 150 °C.The carbon black may be directly mixed with the tar or first with water and then with the tar. In the first case, the resulting raw gas from incomplete combustion of a portion of the tar is contacted with another portion of the tar, so that the soot is transferred to that portion. In this case, the raw gas is first cooled to a temperature of between 50 ° C and 200 ° C. The tar to be mixed with the carbon black usually has a temperature in the range of 50 ° C to 200 ° C. In the latter case, the carbon black-containing water having a carbon black content of 0.5% to 10% and a temperature in the range of 100-150 ° C is contacted with the tar, which is usually 100-150 ° C.

V prvním případě je nejčastěji ·používánoIn the first case, it is most often used

0,001 m3 dehtu na Nm3 plynu s obsahem sazí. .0.001 m3 of tar per Nm 3 of carbon black gas. .

V druhém případě · · je vhodné míchat 1 m3 vody s obsahem sazrs 1 m3 dehtu.In the latter case, it is advisable to mix 1 m 3 of water with a carbon black content of 1 m 3 of tar.

Z 1000 kg uhlí je možné použitím způsobu, který popisuje tento vynález, získat po vysušení a odstranění H2S a CO2 1500 až 3300 Nm3 syntézního plynu, který má následující složení:From 1000 kg of coal, using the process described in the present invention, after drying and removal of H2S and CO2, 1500 to 3300 Nm 3 of synthesis gas can be obtained having the following composition:

složka % obj.% vol.

N230—45N230—45

CO19—24CO19—24

CH48—30CH48—30

............... N2 + A1—45............... N2 + A1—45

Vynález bude nyní dále objasněn na následujícím příkladu.The invention will now be further illustrated by the following example.

Příklad ‘Example ‘

Výchozím materiálem bylo uhlí, které mělo následující složení:The starting material was coal, which had the following composition:

složka % hmotnostní% by weight

C72,95C72.95

H4,88H4.88

O10,08O10.08

S 1133 %S 1133%

N ' 1,56 °/o popel ·8,44N '1.56 ° / o ash · 8.44

Toto uhlí obsahovalo 34,7 % hmot, těkavých látek a také 2 % hmot. vody. Uhlí bylo převáděno na plyn částečným spalováním spolu s dehtem, · který obsahuje určité množství pevných látek a který je recirkulován z následující fáze procesu. Na 1 kg vody a uhlí bez popelu bylo přidáno 0,06 kg dehtu a použito 0,356 kg kyslíku a 1,524 kg páry. Teplota dávkovaného kyslíku byla 250 °C a teplota páry byla 263 °C.This coal contained 34.7% by weight of volatiles and also 2% by weight of volatile matter. water. The coal was converted to gas by partial combustion with tar, which contains some solids and which is recirculated from the next stage of the process. Per kg of ash-free water and coal, 0.06 kg of tar was added and 0.356 kg of oxygen and 1.524 kg of steam were used. The oxygen feed temperature was 250 ° C and the steam temperature was 263 ° C.

Zplyňování bylo prováděno při teplotě mezi 700 a 1100 °C a při tlaku 4,0 MPa.The gasification was carried out at a temperature between 700 and 1100 ° C and at a pressure of 4.0 MPa.

Po ochlazení výsledného plynu na 125 °C byl z plynu · odstraněn ' dehet.After cooling the resulting gas to 125 ° C, tar was removed from the gas.

Bylo získáno 0,1 kg dehtu z 1 kg uhlí. Desložka % ' obj.0.1 kg of tar was obtained from 1 kg of coal. Plate% 'Vol.

het obsahoval 15 % ' hmotnostních pevných látek. ' Po ' ' .vysušení.. měl . · výsledný . plyn . následující složení:het contained 15% solids by weight. 'After' '.dried out .. had. · Resulting. gas. the following composition:

složka component % obj: % vol: H2 ' H2 ' 29,3 29.3 CO WHAT 15,5 15.5 CO2 CO2 31,7 31.7 CH4 ' - CH4 '- 22,1 22.1 H2S H2S 0,5 0.5 Nž' -+· A ' N '- + · A' 0,9 0.9

Z 1 kg . vody· a uhlí · bez popelu · vzniklo 2,08 Nm* · tototo · plynu.From 1 kg. water and coal · ash-free · 2.08 Nm * · of this gas.

Pevné'· ··látky. · byl ··· nechány . usazovat ·z 50 procent dehtu· · do · 'zbývající části · dehtu. ·. Potom . byly ' obě. ·· tyto · části ·dehtu · od ·sebe odděleny. ' Čistý dehet byl · převeden v odděleném reaktoru částečným spalováním s 1,057 kg kyslíku · a ' 2,5. · kg páry · na · · kg . · dehtu' na syntézní plyn' . s obsahem·, sazí. · Teplota·. 'při tomto· · procesu byla. · 1100.' QC' a · tlak ' 4,0 · MPa.Solids. · Was ··· left. deposit 50% of the tar into the remaining tar. ·. Then. they were both. These tar parts are separated from each other. The pure tar was transferred in a separate reactor by partial combustion with 1.057 kg of oxygen and 2.5. Kg of steam per kg. · Synthetic gas tar. containing carbon black. Temperature. in this · · process was. · 1100. ' Q C 'and · pressure' 4.0 · MPa.

Surový ' 'syntézní . plyn byl' ' ochlazen ' na 180 stupňů '' .Celsia 'v ' nepřímém ' výměníku tepla pomocí vody. '·Ochlazený plyn.- 'byl potom propírán vodou a výsledkem bylo, . že obsažené saze byly absorbovány ve vodě. Z 1 'kg dehtu vzniklo ' 0,15 kg sazí.Crude synthesis. the gas was "cooled" to 180 degrees "Celsius" in the "indirect" heat exchanger using water. The cooled gas was then scrubbed with water and the result was. that the soot was absorbed in water. 0.15 kg of carbon black was produced from 1 kg of tar.

Suchý ' ' syntézní . plyn, který . neobsahoval saze, ' měl' ' následující složení.Dry '' synthesis. gas that. it did not contain carbon black, it had the following composition.

H2H2

COWHAT

CO2CO2

H2SH2S

N2 + AN2 + A

48,048.0

25,225.2

25,625.6

0,20.2

1,01.0

Z 1 kg dehtu vzniklo 2,57 Nm1 * 3 plynu.1 kg of tar produced 2.57 Nm of 1 * 3 gas.

Ta část ' dehtu, do které byly usazeny pevné látky, byla mícháním smíšena s vodou obsahující saze při teplotě 125 . °C, čímž byly saze ' vmíchány do dehtu. Dehet s obsahem sazí ' a ' vyčištěná voda byly . od sebe odděleny. ' Směs sazí a dehtu s obsahem pevných látek ' byla' recirkulována do' fáze procesu, ve které ' dochází ' k částečnému spalování uhlí.The tar portion into which the solids had deposited was mixed with the carbon black containing water at 125 ° C by stirring. ° C, whereby the carbon black was mixed into the tar. The soot tar 'and' purified water were. separated. The 'solids-containing mixture of carbon black and tar' was 'recirculated' to the 'phase of the process' in which 'the partial combustion of coal' takes place.

Syntézní ' plyn získaný přímo z uhlí byl smíchán se syntézním plynem ' získaným·. ' z vyčištěného dehtu. Takto 'bylo· 'získáno z 1 kg uhlí 2,228' ' Nm3 ' suchého ' syntézního ' plynu, ' ; který měl ' následující . složení:The synthesis gas obtained directly from coal was mixed with the synthesis gas obtained. from purified tar. Thus, 2,228 " Nm < 3 > of dry synthesis gas was obtained from 1 kg of coal ; who had the following. Ingredients:

složka component % obj. % vol. Hz. Hz. 30,4 30.4 CO WHAT 16,1 16.1 CO2 CO2 31,3 31.3 CHí CHí 20,8 20.8 H2S H2S 0,5 0.5 N2 + A N2 + A 0,9 0.9

PŘEDMĚT VYNALEZUOBJECT OF THE INVENTION

Claims (3)

1. Způsob přípravy syntézního' plynu neúplným spalováním uhlí pomocí plynu obsahujícího 'kyslík při teplotě v rozmezí 700 ažA process for preparing synthesis gas by incomplete combustion of coal with an oxygen-containing gas at a temperature in the range of 700 to 100 ° C 1100 °C, ' během něhož vzniká dehet obsahující tuhé podíly, 'který se oddělí od -plynu, přičemž ' -.alespoň . část ' dehtu se zplynuje . neúplným spalováním pomocí plynu obsahujícího kyslík při teplotě v rozmezí 1000 ' až 1500°C ža ' tlaku v rozmezí 0,1 až 10 . MPa, za tvorby sazí, ' které se oddělí od plynu a alespoň část jich se. '' neúplně spálí spolu s uhlím, vyznačující se tím, že pro zlepšení . zplynění dehtu se . z 25 až . 75 % dehtu odstraní tuhé podíly usazením ve zbylých 75 ' až 25 ' °/o dehtu, alespoň část dehtu, ze kterého byly odstraněny tuhé podíly, se zplyní neúplným spalováním a . alespoň část sazí vzniklých ' při neúplném spalování dehtu se vpraví . do . dehtu, v němž se usadily tuhé podíly, a tato směs se neúplně spaluje s uhlím.1100 ° C, during which a solid-containing tar is formed which is separated from the gas, at least. part of the tar is gasified. incomplete combustion with an oxygen-containing gas at a temperature in the range of 1000 to 1500 ° C and a pressure in the range of 0.1 to 10. MPa, forming carbon black, which is separated from the gas and at least a portion thereof. '' incompletely burned together with coal, characterized by that for improvement. Tar gasification. from 25 to. 75% of the tar removed the solids by settling in the remaining 75 'to 25' of tar, at least part of the tar from which the solids have been removed is gasified by incomplete combustion; and. at least a portion of the soot formed by incomplete tar combustion is introduced. to. tar, in which the solids have settled, and this mixture is incompletely combusted with coal. 2. Způsob· podlé bodu 1, . vyznačující se. tím, že na 1 hmotnostní díl . sazí se použije .2. The method referred to in point 1,. characterized. by per 1 part by weight. soot is used. 3 až 10 hmotnostních ' dílů 'dehtu.3 to 10 parts by weight of tar.
CS758215A 1974-12-05 1975-12-03 Process for preparing synthesis gas CS199271B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NLAANVRAGE7415842,A NL189517C (en) 1974-12-05 1974-12-05 PROCESS FOR THE PREPARATION OF SYNTHESIS GAS.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS199271B2 true CS199271B2 (en) 1980-07-31

Family

ID=19822594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS758215A CS199271B2 (en) 1974-12-05 1975-12-03 Process for preparing synthesis gas

Country Status (14)

Country Link
JP (1) JPS6020436B2 (en)
BE (1) BE835942A (en)
BR (1) BR7508018A (en)
CA (1) CA1073211A (en)
CS (1) CS199271B2 (en)
DD (1) DD121797A5 (en)
DE (1) DE2554419C2 (en)
ES (1) ES443177A1 (en)
FR (1) FR2293483A1 (en)
GB (1) GB1528368A (en)
IN (1) IN140976B (en)
IT (1) IT1051040B (en)
NL (1) NL189517C (en)
PL (1) PL100733B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8322899D0 (en) * 1983-08-25 1983-09-28 British Gas Corp Coal gasification process
DE4226034C1 (en) * 1992-08-06 1994-02-17 Schwarze Pumpe Energiewerke Ag Combined process for the gasification of solid, pasty and liquid residues and / or waste materials
DE4226033C2 (en) * 1992-08-06 1995-11-30 Lausitzer Bergbau Verwalt Gmbh Processes for decontaminating floors and rubble
DE4226032C1 (en) * 1992-08-06 1994-01-27 Schwarze Pumpe Energiewerke Ag Solid and pasty waste material utilisation - useful as feed material for fixed bed pressure gasifier
US8084656B2 (en) 2007-10-09 2011-12-27 Rentech, Inc. Systems and methods for oxidation of synthesis gas tar

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD74071A (en) *
DE343815C (en) *
DE447982C (en) * 1922-12-21 1927-08-05 Naamlooze Vennootschap Handels Process for carbonization and gasification of peat, lignite, sapropel and similar bituminous substances
DE582539C (en) * 1927-12-07 1933-08-16 Harald Kemmer Dr Ing Process for the catalyzing of solid, lump fuels
DE661927C (en) * 1935-04-28 1938-06-30 E Roser Dr Procedure for operating gas generators with descending trains for vehicles
DE895204C (en) * 1943-06-08 1953-11-02 Basf Ag Process for the production of hydrogen-carbon oxide mixtures, especially for synthetic purposes
DE914537C (en) * 1944-08-11 1954-07-05 Braunkohle Benzin Ag Method for processing briquettes from waste tars, Druckhydrierungsrueckstaenden od. The like. And tar-free fuels, such as multiklon dust, generator ash and. like
DE1086000B (en) * 1953-01-13 1960-07-28 Ruhrgas Ag Process for filtering fine fuel fractions from the gas flow of gas generators
DE2044310C3 (en) * 1970-09-08 1974-01-31 Texaco Development Corp., New York, N.Y. (V.St.A.) Process for the production of carbon monoxide and hydrogen from solid fuel
DE2130120B2 (en) * 1971-06-18 1980-04-30 Texaco Development Corp., White Plains, N.Y. (V.St.A.) Process for the production of synthesis gas
NL171435C (en) * 1971-06-30 1983-04-05 Shell Int Research PROCESS FOR INCOMPLETE BURNING OF A FREE AND / OR BONDED CARBON-CONTAINING FUEL TO A CARBON MONOXIDE AND HYDROGEN-CONTAINING GAS IN A RELATIVELY PRESSURE REACTOR.

Also Published As

Publication number Publication date
DE2554419C2 (en) 1984-06-20
JPS5182301A (en) 1976-07-19
FR2293483B1 (en) 1980-05-30
AU8722775A (en) 1977-06-09
DD121797A5 (en) 1976-08-20
BR7508018A (en) 1976-08-24
GB1528368A (en) 1978-10-11
NL189517C (en) 1993-05-03
NL189517B (en) 1992-12-01
JPS6020436B2 (en) 1985-05-22
IT1051040B (en) 1981-04-21
DE2554419A1 (en) 1976-06-10
NL7415842A (en) 1976-06-09
CA1073211A (en) 1980-03-11
BE835942A (en) 1976-05-26
ES443177A1 (en) 1977-04-16
IN140976B (en) 1977-01-08
FR2293483A1 (en) 1976-07-02
PL100733B1 (en) 1978-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3746522A (en) Gasification of carbonaceous solids
US4597776A (en) Hydropyrolysis process
US4781731A (en) Integrated method of charge fuel pretreatment and tail gas sulfur removal in a partial oxidation process
US4497637A (en) Thermochemical conversion of biomass to syngas via an entrained pyrolysis/gasification process
US4588850A (en) Process for the production of acetylene and synthesis or reduction gas from coal in an electric arc process
US4199327A (en) Process for gasification of coal to maximize coal utilization and minimize quantity and ecological impact of waste products
US4244706A (en) Process for gasifying carbonaceous material from a recycled condensate slurry
US3966634A (en) Gasification method
CA2755612C (en) Production of synthesis gas by heating oxidized biomass with a hot gas obtained from the oxidation of residual products
WO2007047210A1 (en) Catalytic steam gasification of petroleum coke to methane
US4578175A (en) Combined process for coal pyrolysis and char gasification
US4762528A (en) Fluid fuel from coal and method of making same
JPS6249919B2 (en)
AU677424B2 (en) Process for the conversion of carbonaceous feedstocks to particulate carbon and methanol
JPS6274993A (en) Production of gas containing carbon monoxide and hydrogen
US4692172A (en) Coal gasification process
US4118201A (en) Production of low sulfur fuels from coal
GB1529849A (en) Integrated coal hydrocarbonization gasification and combustion process
EP0378892B1 (en) Partial oxidation of sulfurcontaining solid carbonaceous fuel
CA1199039A (en) Hydropyrolysis process
CA1092783A (en) Gasification process with zinc condensation on the carbon source
CS199271B2 (en) Process for preparing synthesis gas
US4808386A (en) Partial oxidation of sulfur-containing solid carbonaceous fuel
US3907519A (en) Gasification of solid carbonaceous materials to obtain high BTU product gas
US3440177A (en) Ash removal in gasification of carbonaceous solids