EA029238B1 - Process and apparatus for the gasification of solids - Google Patents

Process and apparatus for the gasification of solids Download PDF

Info

Publication number
EA029238B1
EA029238B1 EA201401126A EA201401126A EA029238B1 EA 029238 B1 EA029238 B1 EA 029238B1 EA 201401126 A EA201401126 A EA 201401126A EA 201401126 A EA201401126 A EA 201401126A EA 029238 B1 EA029238 B1 EA 029238B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
stream
gasification
purity
steam
Prior art date
Application number
EA201401126A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201401126A1 (en
Inventor
Фредерик Юдас
Ганеш Арумугам
Михаэль Зауэр
Original Assignee
Л'Эр Ликид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплутасьон Де Просед Жорж Клод
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 Л'Эр Ликид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплутасьон Де Просед Жорж Клод filed Critical Л'Эр Ликид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплутасьон Де Просед Жорж Клод
Publication of EA201401126A1 publication Critical patent/EA201401126A1/en
Publication of EA029238B1 publication Critical patent/EA029238B1/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
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • 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
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007Processes including a sedimentation step
    • 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
    • C10J2300/0916Biomass
    • 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
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1687Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with steam generation
    • 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
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/169Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with water treatments
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

In the gasification of carbonaceous solids with oxygen and/or steam, the solids are at least partly converted to CO and Hin a first process step. In a second process step, a stream containing water is separated from the product mixture obtained. The stream containing water finally is subjected to water purification in a third process step. The water purification is effected such that three streams (31, 36, 37) with different degrees of purity are obtained, at least one of which is recirculated in the process.

Description

изобретение относится к способу и устройству для газификации содержащих углерод твердых веществ, причем на первом шаге способа твердые вещества, по меньшей мере, частично в процессе газификации превращают в СО и Н2, причем на втором шаге способа отделяют содержащий воду пар и причем на третьем шаге способа полученный на втором шаге содержащий воду пар подвергают процессу водоочистки.The invention relates to a method and apparatus for gasifying carbon-containing solids, wherein in the first step the solids are converted into CO and H 2 at least partially during the gasification process, and the steam containing water is separated in the second step of the method and in the third step of the method obtained in the second step, the water-containing steam is subjected to a water treatment process.

Газификацией называется химико-физический процесс, в котором по меньшей мере часть твердого вещества превращается в газообразный конечный продукт. Газообразный конечный продукт является смесью, которая состоит главным образом из монооксида углерода (СО) и водорода (Н2). Одновременно протекают многие реакции, которые до сих пор были известны не полностью.Gasification is a chemical-physical process in which at least part of the solid is converted into a gaseous final product. The gaseous end product is a mixture that consists mainly of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ). At the same time many reactions take place, which until now were not fully known.

Фактическая газификация происходит благодаря экзотермическому сгоранию твердых веществ. Продукты этой реакции могут затем реагировать с твердыми веществами и дополнительно введенным паром или друг с другом. За исключением реакции горения, все основные реакции являются равновесными реакциями, так что превращение может также идти в обратном направлении. При сравнительно высоких температурах при газификации угля (от 600 до 1600°С) состав газообразного продукта обычно является близким к равновесному.The actual gasification occurs due to the exothermic combustion of solids. The products of this reaction can then react with solids and additionally introduced steam or with each other. With the exception of the combustion reaction, all the main reactions are equilibrium reactions, so the transformation can also go in the opposite direction. At relatively high temperatures during coal gasification (from 600 to 1600 ° C), the composition of the gaseous product is usually close to equilibrium.

В принципе, известны три разных типа способа газификации твердых веществ: газификация в псевдоожиженном слое, газификация в неподвижном слое, образованном твердыми веществами, и, наконец, газификация в реакторе с газификацией в потоке.In principle, three different types of solidification gasification methods are known: gasification in a fluidized bed, gasification in a fixed bed formed by solids, and finally gasification in a gas-flow reactor.

Независимо от того, как протекает реакция газификации, полученный в ней синтез-газ из СО и Н2 должен быть затем очищен. Поскольку во время реакции в качестве исходного реагента требуется пар, и вода является одним из возможных продуктов реакции, вода, среди прочего, должна быть удалена из потока газа.Regardless of how the gasification reaction proceeds, the synthesis gas produced in it from CO and H 2 must then be purified. Since steam is required as a reactant during the reaction, and water is one of the possible reaction products, water, among other things, must be removed from the gas stream.

В потоке выделенной воды также содержатся примеси, такие как твердые вещества, аммиак, фенолы и т.п., так что поток воды должен очищаться.Impurities, such as solids, ammonia, phenols, etc., are also contained in the effluent water stream, so the water stream must be cleaned.

Такой способ известен, например, из ΌΕ 4107109 С1. Твердые топлива газифицируют при давлении в диапазоне от 10 до 100 бар с помощью содержащей кислород и пар газифицирующей среды для выработки сырого газа. Выходящий из процесса газификации сырой газ охлаждают до температур от 20 до 200°С, посредством чего получается богатый водой конденсат. Конденсат отделяют и, по меньшей мере, частично выпаривают, при этом пар конденсата и содержащий соль рассол отводят отдельно. Содержащий соль рассол сжигают, пар конденсата частично добавляют к очищенному сырому газу.Such a method is known, for example, from ΌΕ 4107109 C1. Solid fuels are gasified at pressures in the range from 10 to 100 bar using an oxygen-containing and steam-gasifying medium to produce raw gas. The raw gas coming out of the gasification process is cooled to temperatures from 20 to 200 ° C, whereby a condensate rich in water is obtained. The condensate is separated and at least partially evaporated, while the condensate steam and the brine containing salt are removed separately. The brine-containing brine is burned, the condensate steam is partially added to the cleaned raw gas.

ΌΕ 3515484 описывает, что конденсат, полученный при ступенчатом охлаждении газообразного продукта, охлаждается в устройстве для промывки и охлаждения, в который подается циркулирующая вода, посредством чего галогены в значительной степени вымываются. Использованная промывочная вода, которая имеет температура от 120 до 220°С, расширяется до более низкого давления, посредством чего получаются выпар и жидкая фаза. Выпар, практически свободный от галогенов, отводится, основная часть жидкой фазы снова подается в устройство для промывки и охлаждения, и остаточная жидкая фаза подается на утилизацию.ΌΕ 3515484 describes that the condensate produced by the stepwise cooling of a gaseous product is cooled in a flushing and cooling device into which circulating water is supplied, whereby the halogens are largely flushed out. Used wash water, which has a temperature of from 120 to 220 ° C, expands to a lower pressure, whereby a vapor and liquid phase is obtained. The evaporation, which is practically free of halogens, is removed, the main part of the liquid phase is fed back into the washing and cooling device, and the residual liquid phase is fed for recycling.

ΌΕ 3207779 А1 описывает, что конденсат, полученный из синтетического газа, расширяется и подается к разделительному устройству, из которого отбирается конденсатная фаза, в значительной степени состоящая из воды. Конденсатная фаза охлаждается при прямом контакте с более холодным газом, прежде чем она используется для охлаждения потока сырого газа. Нагретый, содержащий пар охлаждающий газ подается на сжигание и используется, например, для нагревания реактора.ΌΕ 3207779 A1 describes that condensate obtained from syngas expands and is supplied to a separation device, from which the condensate phase, largely consisting of water, is removed. The condensate phase is cooled by direct contact with the colder gas before it is used to cool the raw gas stream. The heated, steam-containing cooling gas is fed to the combustion and is used, for example, to heat the reactor.

ΌΌ 147679 описывает рециркуляцию потока, состоящего в основном из воды, который происходит из гидроклона, в котором богатый твердыми веществами поток отделяется от бедного твердыми веществами потока. Поток из верхнего слива, бедный твердыми веществами, подмешивается к исходному потоку газификатора и служит как источник требуемого в реакции пара. Поток из нижнего слива, богатый твердыми веществами, перегоняется при атмосферном давлении для дальнейшей очистки.ΌΌ 147679 describes the recirculation of a stream consisting mainly of water, which originates from hydroclone, in which a stream rich in solids is separated from a stream poor in solids. The flow from the upper drain, poor in solids, is mixed into the initial flow of the gasifier and serves as the source of the required vapor in the reaction. The bottom stream, rich in solids, is distilled at atmospheric pressure for further purification.

ОБ 2198744 А, наконец, описывает газификацию угля в неподвижном слое, в которой после отделения газов поток сточной воды направляется в устройство для выпаривания. Оттуда газообразный компонент рециркулируется в реактор как газификационная среда.OB 2198744 A finally describes the gasification of coal in a fixed bed, in which, after the gases are separated, the stream of waste water is sent to an evaporation device. From there, the gaseous component is recycled to the reactor as a gasification medium.

Рециркуляция потока воды, который частично содержит значительные количество твердых веществ, иначе известна из совершенно разных процессов. Например, И8 5586510 описывает производство цемента во вращающейся печи, причем шлам, который получается при производстве цемента, рециркулируется во вращающуюся печь, распыляется там и обжигается.Recycling water flow, which partially contains significant amounts of solids, is otherwise known from completely different processes. For example, I8 5586510 describes the production of cement in a rotary kiln, and the sludge that is produced in the production of cement is recycled into a rotary kiln, sprayed and burned there.

Все способы имеют общим то, что большие количества сточной воды не могут быть далее использованы в способе. Поэтому необходима дорогостоящая последующая очистка сточной воды для обработки потока или потоков так, чтобы при утилизации соблюдались нормы по охране окружающей среды.All methods have in common that large quantities of wastewater cannot be further used in the process. Therefore, costly subsequent sewage treatment is necessary for the treatment of the stream or streams so that the disposal regulations comply with environmental standards.

Поэтому целью изобретения является уменьшение выработки сточной воды при газификации твердых веществ.Therefore, the aim of the invention is to reduce the production of waste water during the gasification of solids.

Согласно изобретению эта цель решена способом с признаками п.1 формулы изобретения. Содержащее углерод твердое вещество газифицируется и, по меньшей мере, частично преобразуется в монооксид углерода и водород в присутствии кислорода и пара. Затем выработанная газовая смесь подается кAccording to the invention, this objective is solved by a method with the characteristics of claim 1. The carbon-containing solid is gasified and at least partially converted to carbon monoxide and hydrogen in the presence of oxygen and steam. Then the generated gas mixture is fed to

- 1 029238- 1 029238

разделительному устройству, в котором жидкие фракции отделяются от газовых фракций, посредством чего получаются поток так называемого сырого газа и поток, содержащий воду. Жидкий поток, содержащий воду, в заключение подвергается водоочистке.a separating device in which the liquid fractions are separated from the gas fractions, whereby a stream of so-called raw gas and a stream containing water are obtained. The liquid stream containing water is finally subjected to water treatment.

Согласно изобретению водоочистка проводится так, что получаются три потока с разной степенью чистоты. Первый поток имеет наибольшую степень чистоты, почти полностью состоит из воды и имеет следующий состав:According to the invention, the water treatment is carried out in such a way that three streams with different degrees of purity are obtained. The first stream has the highest degree of purity, consists almost entirely of water and has the following composition:

Таблица 1. Соединения, содержащиеся в первом потокеTable 1. Compounds contained in the first stream

рН pH 7-8 7-8 Общее количество железа (Ре) Total iron (Fe) мкг/л mcg / l < 200, предпочтительно < 20 <200, preferably <20 Общее количество меди (Си) Total Copper (C) мкг/л mcg / l <30, предпочтительно < 3 <30, preferably <3 Обще количество двуокиси кремния (δΐθ2)Total amount of silica (δΐθ 2 ) мкг/л mcg / l < 200, предпочтительно < 20 <200, preferably <20 Общее количество натрия (Ка) The total amount of sodium (Ka) мкг/л mcg / l < 100, предпочтительно <10 <100, preferably <10 Органические компоненты (химическое потребление кислорода, сокращенно ΟΟϋ) Organic components (chemical oxygen consumption, abbreviated) мкг/л mcg / l < 2000, предпочтительно < 200 <2000, preferably <200 Электропроводность Electrical conductivity мкСм/см µS / cm < 0,2-2, предпочтительно < 2 <0.2-2, preferably <2 Кислород (О2)Oxygen (O 2 ) мкг/л mcg / l 50-1000, предпочтительно 50250 50-1000, preferably 50250

Таким образом, подобный поток пригоден для использования для выработки пара. Если поток не достигает этих предельных значений, то первый поток может быть использован как охлаждающая вода внутри предприятия. Второй поток имеет среднюю степень чистоты.Thus, such a stream is suitable for use in steam generation. If the flow does not reach these limit values, then the first flow can be used as cooling water inside the plant. The second stream has an average degree of purity.

Таблица 2. Соединения, содержащиеся во втором потокеTable 2. Compounds contained in the second stream

Органические компоненты (химическое потребление кислорода, сокращенно СОО) Organic components (chemical oxygen consumption, abbreviated COO) мг/л mg / l 100 - 10000 100 - 10,000 Органические компоненты (биохимическое потребление кислорода, сокращенно ΒΟϋ) Organic components (biochemical oxygen demand, abbreviated) мг/л mg / l 10 - 1000 10 - 1000 Аммонийный азот (сокращенно ΝΗ4-Ν) Ammonium Nitrogen (abbreviated as ΝΗ4-Ν) мг/л mg / l 5 - 500 5 - 500 Нитратный азот (сокращенно ΝΟ3-Ν) Nitrate nitrogen (abbreviated as 3-Ν) мг/л mg / l 5 - 1000 5 - 1000 Фосфатный фосфор (сокращенно РОд-Р) Phosphate phosphorus (abbreviated as X-R) мг/л mg / l 2 - 100 2 - 100 Общее содержание взвешенных веществ (сокращенно Т88) The total content of suspended substances (abbreviated T88) мг/л mg / l 5 - 1000 5 - 1000

Общее содержание растворенных веществ Total solute content мг/л mg / l 100 - 25000 100-25,000 (сокращенно Τϋ8) (abbreviated Τϋ8)

Третий поток имеет наименьшую степень чистоты и имеет высокое содержание твердых веществ.The third stream has the lowest degree of purity and has a high solids content.

Таблица 3. Соединения, содержащиеся в третьем потокеTable 3. The compounds contained in the third stream

Органические соединения Organic compounds % по массе % by weight 5-80 5-80 Азот- и/или фосфорсодержащие соединения Nitrogen and / or phosphorus-containing compounds % по массе % by weight 1 - 5 15 Гидроксиды металлов Metal hydroxides % по массе % by weight 5 - 15 5 - 15

Процедура согласно изобретению предусматривает рециркуляцию каждого из этих трех потоков. Поток воды, который имеет наибольшую степень чистоты, подается к впуску воды парогенератора; поток воды, который имеет среднюю степень чистоты, подается на дальнейшую обработку золы, полученной в реакторе газификации; и/или поток воды, который имеет наименьшую степень чистоты и богат твердыми веществами, направляется назад в реактор газификации.The procedure according to the invention involves the recycling of each of these three streams. The water stream, which has the highest degree of purity, is supplied to the water inlet of the steam generator; water flow, which has an average degree of purity, is fed to the further processing of the ash obtained in the gasification reactor; and / or a stream of water that has the lowest degree of purity and is rich in solids is sent back to the gasification reactor.

Является особо предпочтительным, когда все три потока рециркулируют в самой установке газификации. Количество сточной воды, полученной в процессе, таким образом не только может быть значительно снижено, но может быть полностью снижено до нуля.It is particularly preferred when all three streams are recycled to the gasification plant itself. The amount of wastewater obtained in the process, thus not only can be significantly reduced, but can be completely reduced to zero.

В то же время потоки со средней и самой низкой степенью чистоты также могут быть совместно рециркулированы в зону газификации, посредством чего может быть осуществлена особо высокое использование содержащихся органических соединений.At the same time, medium and lowest purity streams can also be recycled together to the gasification zone, whereby particularly high use of the contained organic compounds can be made.

Частично, степень чистоты первого потока не достигает чистоты, необходимой для выработки пара. При одной и той же величине рН он тогда имеет состав, при котором отдельные компоненты присутствуют в концентрации в три раза или частично даже в шесть раз выше по сравнению концентрацией, указанной в табл. 1. Поток с этим составом может быть использован как поток охлаждающей воды в любой точке процесса без выпаривания охлаждающей воды или может быть добавлен к охлаждающей башне установки газификации.Partially, the purity of the first stream does not reach the purity required to generate steam. At the same pH value, it then has a composition in which the individual components are present in a concentration three times or partially even six times higher than the concentration indicated in Table. 1. A stream with this composition can be used as a stream of cooling water at any point in the process without evaporating the cooling water or it can be added to the cooling tower of the gasification plant.

В одном предпочтительном аспекте изобретения поток с наименьшей степенью чистоты отделяется декантацией на первом шаге. Можно еще уменьшить содержание воды, например выпариванием. На втором шаге оставшийся поток затем подается к установке обратного осмоса. Обратный осмос является физическим процессом для концентрирования веществ, растворенных в жидкостях, в котором естественный процесс осмоса обращен с помощью давления. Среда, в которой должна быть уменьшена концентрация определенного вещества, отделяется от среды, в которой концентрация должна быть увеличена, посредством полупроницаемой мембраны. В данном случае концентрация твердых веществ во входящемIn one preferred aspect of the invention, the stream with the least degree of purity is separated by decantation in the first step. You can still reduce the water content, for example by evaporation. In the second step, the remaining flow is then fed to the reverse osmosis unit. Reverse osmosis is a physical process for concentrating substances dissolved in liquids, in which the natural process of osmosis is reversed by pressure. The medium in which the concentration of a particular substance must be reduced is separated from the medium in which the concentration is to be increased by means of a semi-permeable membrane. In this case, the concentration of solids in the incoming

- 2 029238- 2 029238

потоке воды должна быть уменьшена, и увеличена в выходящем потоке с наименьшей степенью чистоты. Та среда, в которой концентрация должна быть увеличена, подвергается давлению, которое должно быть выше, чем давление, которое получается при осмотическом требовании для выравнивания концентраций. Это приводит к миграции частиц против направления распространения. В данном процессе получающийся очищенный первый поток, предпочтительно, снова подвергается второму обратному осмосу для получения потока с самой высокой и потока со средней степенью чистоты.water flow should be reduced, and increased in the outgoing stream with the least degree of purity. The medium in which the concentration must be increased is subjected to a pressure that must be higher than the pressure that is obtained by the osmotic requirement for leveling the concentrations. This leads to particle migration against the direction of propagation. In this process, the resulting purified first stream is preferably again subjected to a second reverse osmosis to obtain the stream with the highest and the stream with an average degree of purity.

Части потока со средней степенью чистоты также могут быть получены посредством ионообменной установки, размещенной вверх по течению от устройства обратного осмоса. Два частичных потока со средней степенью чистоты из ионообменной установки и установки обратного осмоса затем смешиваются.Medium purity portions of the stream can also be obtained through an ion exchange unit located upstream of the reverse osmosis device. Two partial streams with an average degree of purity from the ion exchange unit and the reverse osmosis unit are then mixed.

Перед выделением трех потоков и/или между выделением потока с самой низкой степенью чистоты, содержание воды в котором лежит ниже 80 мас.%, предпочтительно ниже 50 мас.% и особо предпочтительно ниже 30 мас.%, и обратным осмосом могут быть предусмотрены дальнейшие шаги очистки, такие как денитрификация, нитрификация и/или удаление органические соединений.Before the separation of the three streams and / or between the separation of the stream with the lowest degree of purity, the water content of which lies below 80 wt.%, Preferably below 50 wt.% And particularly preferably below 30 wt.%, Further steps may be provided by reverse osmosis. cleaning, such as denitrification, nitrification and / or removal of organic compounds.

Под денитрификацией понимают превращение азота, связанного в нитрат (ΝΟ3 -), в молекулярный азот (Ν2) посредством гетеротрофных и некоторых автотрофных бактерий, которые закреплены на мембране. В этом процессе, который служит для выработки бактерией энергии, различные окисляемые вещества (доноры электронов), такие как органические вещества, водород, сульфид водорода (Н2§) и молекулярный водород, окисляются нитратом как окислителем (окисляющим агентом) в отсутствие молекулярного кислорода (Ο2) (бескислородные условия).Denitrification refers to the conversion of nitrogen bound to nitrate (ΝΟ 3 - ) into molecular nitrogen ( 2 ) by heterotrophic and some autotrophic bacteria that are attached to the membrane. In this process, which serves to generate bacterium energy, various oxidizable substances (electron donors), such as organic substances, hydrogen, hydrogen sulfide (H 2 §) and molecular hydrogen, are oxidized with nitrate as an oxidizing agent (oxidizing agent) in the absence of molecular oxygen ( Ο2) (oxygen-free conditions).

Нитрификация обозначает бактериальное окисление аммиака (ΝΗ3) до нитрата (ΝΟ3). Он состоит из двух связанные частичных процессов: в первой части аммиак окисляется до нитрита, во втором частичном процессе он окисляется до нитрата.Nitrification refers to bacterial oxidation of ammonia (ΝΗ 3 ) to nitrate ( 3 ). It consists of two related partial processes: in the first part, ammonia is oxidized to nitrite, in the second partial process, it is oxidized to nitrate.

Удаление органических соединений предпочтительно осуществляется анаэробной обработкой бактериями в бескислородном окружении. Кроме того, было найдено выгодным использовать пар, выработанный в процессе выработки пара, внутри системы подачи пара для процесса газификации, например, для предварительного нагрева исходных материалов, например, в процессе дистилляции и/или использовать пар для выработки электрической энергии, например для приведения в действие турбины. Таким образом может быть уменьшена потребность процесса в воде.The removal of organic compounds is preferably carried out by anaerobic treatment with bacteria in an oxygen-free environment. In addition, it was found advantageous to use steam generated in the steam generation process inside the steam supply system for the gasification process, for example, to preheat the raw materials, for example, in the distillation process, and / or use steam to generate electrical energy, for example, to bring turbine action. In this way, the water requirement of the process can be reduced.

Прежде всего, когда газификация осуществляется в реакторе с неподвижным слоем, полученная там зола должна промываться. Для этой цели согласно усовершенствованию изобретения используется поток воды со средней степенью чистоты.First of all, when gasification is carried out in a fixed bed reactor, the ash obtained there should be washed. For this purpose, according to the improvement of the invention, a stream of water with an average degree of purity is used.

При газификации в неподвижном слое эта зола получается в результате реакции содержащих углерод веществ, таких как уголь или биомасса, и падает через колосниковую решетку, предусмотренную в донной области неподвижного слоя. Для дальнейшей транспортировки золы вводится вода и, таким образом, зола вымывается.When gasified in a fixed bed, this ash is produced by the reaction of carbon-containing substances, such as coal or biomass, and falls through the grate provided in the bottom area of the fixed bed. For the further transportation of ash, water is introduced and, thus, the ash is washed out.

В способе газификации, который осуществляется в псевдоожиженном слое, было найдено особо выгодным рециркулировать поток со средней степенью чистоты в реактор.In the gasification method, which is carried out in the fluidized bed, it was found particularly advantageous to recycle the stream with an average degree of purity to the reactor.

При газификации в потоке является рекомендуемым подмешивать поток со средней степенью чистоты или к исходным веществам, подаваемым в реактор как шлам, и/или после резкого охлаждения к шламу/потоку сточной воды.For gasification in a stream, it is recommended to mix the stream with an average degree of purity or to the raw materials fed to the reactor as sludge and / or after rapid cooling to the sludge / wastewater stream.

Кроме того, может быть необходимым подвергать поток воды, который имеет наивысшую степень чистоты, и/или тот поток воды, который имеет среднюю степень чистоты, дальнейшей очистке перед рециркуляцией в устройство для выработки пара или дальнейшей обработкой золы. Такая дальнейшая очистка обеспечивает значительную рециркуляцию потоков сточной воды даже когда, когда большое количество загрязнений вводится в процесс используемым твердым исходным материалом.In addition, it may be necessary to subject the stream of water, which has the highest degree of purity, and / or that stream of water, which has an average degree of purity, to further purification before being recirculated to a steam generating device or further processing the ash. Such further purification ensures significant recycling of wastewater streams even when when a large amount of impurities is introduced into the process with the solid raw material used.

Возможными процессами дальнейшей очистки могут быть химические процессы, такие как реакция Фентона (окисление органических субстратов перекисью водорода в кислой среде, катализируемое солями железа), озонирование (стерилизация путем ввода озона), использование активированного угля (как адсорбента) и/или добавление гидроксида кальция (для снижения жесткости воды путем ионообмена). Возможно также использование осаждающих или коагулирующих агентов. В дополнение, могут быть использованы сепараторы и/или установки для обработки сточных вод.Possible further purification processes can be chemical processes, such as the Fenton reaction (oxidation of organic substrates with hydrogen peroxide in an acidic environment, catalyzed by iron salts), ozonation (sterilization by introducing ozone), using activated carbon (as an adsorbent) and / or adding calcium hydroxide ( to reduce water hardness by ion exchange). It is also possible to use precipitating or coagulating agents. In addition, separators and / or wastewater treatment plants can be used.

Один предпочтительный аспект изобретения в дополнение предусматривает, что твердые вещества газифицируются в неподвижном слое.One preferred aspect of the invention further provides that solids are gasified in a fixed bed.

При газификации в неподвижном слое было найдено выгодным вводить поток воды, которая имеет наименьшую степень чистоты, над неподвижным слоем, причем поток впрыскивается так тонко распределенным, насколько это возможно.During gasification in a fixed bed, it was found advantageous to introduce a stream of water, which has the lowest degree of purity, over a fixed bed, and the stream is injected as finely distributed as possible.

Когда используется реактор с газификацией в потоке, является возможным подавать поток воды с самой низкой степенью чистоты напрямую через питающие трубопроводы в пламя горелки. В реакторе с псевдоожиженным слоем должно также приниматься во внимание распыление над псевдоожиженным слоем. Когда топливо при газификации в потоке подается как шлам, рекомендуется подмешивать поток к этому шламу перед входом в область реактора.When a gasification reactor is used in the stream, it is possible to supply the stream of water with the lowest degree of purity directly through the feed pipes to the burner flame. In a fluid bed reactor, spraying over the fluid bed should also be taken into account. When fuel in gasification in a stream is supplied as sludge, it is recommended to mix the stream to this sludge before entering the reactor area.

- 3 029238- 3 029238

Как твердое вещество, с одной стороны, может быть использован уголь. Процессы газификации угля используются в течение десятилетий. С другой стороны, биомасса также может служить как исходный материал, посредством чего возобновляемое сырье может быть преобразовано в синтез-газ. Прежде всего, при газификации биомасс вышеописанный способ может представлять интерес, поскольку основное количество несгоревшего материала выгружается потоком воды.As a solid, on the one hand, coal can be used. Coal gasification processes have been used for decades. On the other hand, biomass can also serve as a source material, whereby renewable raw materials can be converted to synthesis gas. First of all, during the gasification of biomass, the above described method may be of interest, since the main amount of unburned material is discharged by the flow of water.

Кроме того, изобретением предлагается установка для газификации содержащего углерод твердого вещества с признаками п.9 формулы изобретения. Соответственно установка содержит реактор газификации, в котором твердые вещества, по меньшей мере, частично превращаются в монооксид углерода и водород, разделительное устройство, в котором сырой газ отделяется от жидкого водного потока, и устройство для очистки воды, в котором водный жидкий поток полученный в разделительном устройстве, очищается. При очистке воды водяной поток разделяется на три потока с разной степенью чистоты. Через первый трубопровод поток воды, который имеет наивысшую степень чистоты, подается к патрубку подвода воды устройства для выработки пара; через второй трубопровод этот поток воды, который имеет среднюю степень чистоты, подается к устройству для дальнейшей обработки золы из реактора газификации; и/или через третий трубопровод тот поток воды, который имеет самую низкую степень чистоты, направляется назад в реактор газификации.In addition, the invention proposes an installation for the gasification of a carbon-containing solid with signs of claim 9. Accordingly, the installation contains a gasification reactor in which solids are at least partially converted into carbon monoxide and hydrogen, a separation device in which the raw gas is separated from the liquid water stream, and a device for purifying water, in which the aqueous liquid stream obtained in the separation device cleared. When water purification water flow is divided into three streams with varying degrees of purity. Through the first pipeline, a stream of water that is of the highest degree of purity is supplied to the water inlet pipe of the steam generation device; through the second pipeline this stream of water, which has an average degree of purity, is fed to the device for further processing of ash from the gasification reactor; and / or through the third pipeline that flow of water that has the lowest degree of purity, is sent back to the gasification reactor.

Предпочтительно, устройство для отделения газовой фракции от жидкого потока выполнено в виде конденсатора или в виде каплеотделителя. Конструкция в виде конденсатора имеет преимущество, что одновременно газовый поток далее охлаждается. Когда используется каплеотделитель, газовый поток может быть уже предварительно охлажден и тепловая энергия, отобранная при охлаждении, может быть использована в каком-нибудь другом месте.Preferably, the device for separating the gas fraction from the liquid stream is made in the form of a condenser or in the form of a droplet separator. The design in the form of a condenser has the advantage that at the same time the gas flow is further cooled. When a droplet separator is used, the gas stream may already be pre-cooled and the thermal energy collected during cooling may be used elsewhere.

Установка согласно изобретению предпочтительно также включает в себя устройство для охлаждения газа между реактором газификации и разделительным устройством, что рекомендуется, прежде всего, когда газожидкостный сепаратор выполнен в виде каплеотделителя и, таким образом, охлаждение должно осуществляться в способе в каком-нибудь другом месте.The installation according to the invention preferably also includes a device for cooling the gas between the gasification reactor and the separation device, which is recommended primarily when the gas-liquid separator is designed as a droplet separator and, thus, the cooling must be carried out in some other place.

Кроме того, установка согласно изобретению предпочтительно включает в себя устройство для извлечения аммиака между разделительным устройством и устройством для обработки золы.In addition, the installation according to the invention preferably includes a device for extracting ammonia between the separation device and the device for treating ash.

При разделении газа и жидкости полученный из устройства для охлаждения газа поток жидкости далее разделяется путем декантации, причем в значительной степени отделяются смолы, масла, фенолы и аммиак (ΝΗ3).In the separation of gas and liquid, the liquid stream obtained from the gas cooling device is further separated by decantation, with resins, oils, phenols and ammonia (ΝΗ 3 ) being largely separated.

Дальнейшая очистка воды может осуществляться вниз по течению процессом "феносолван" (РПсио8о1уаи®). В процессе "феносолван" содержащая фенол вода тщательно смешивается с феносолваном (коммерческое название диизопропилового эфира) в многоступенчатом экстракторе в соответствии с принципом миксера-сепаратора. После последующего разделения фаз большая часть фенолов присутствует в растворителе. Этот процесс повторяется несколько раз, причем фенолсодержащая вода и растворитель направляются в противотоке. Растворитель отделяется от фенолов дистилляцией и снова течет назад в экстрактор для вымывания фенолов.Further purification of water can be carried out downstream by the process of "fenosolvan" (РПсио8о1уи®). In the "phenosolvan" process, phenol-containing water is thoroughly mixed with phenosolvan (commercial name of diisopropyl ether) in a multistage extractor in accordance with the principle of a separator mixer. After the subsequent phase separation, most of the phenols are present in the solvent. This process is repeated several times, with the phenol-containing water and the solvent being sent in countercurrent. The solvent is separated from the phenols by distillation and flows back to the extractor to wash out the phenols.

После процесса "феносолван" может быть осуществлен процесс СЬЬ (СНспис ипх-Б-игср®). В этом процессе кислые газы и аммиак удаляются из конденсата процесса "феносолван" избирательной отгонкой.After the process of "fenosolvan" the LF process can be carried out (SNSPISHB-BGERSR®). In this process, acid gases and ammonia are removed from the condensate of the process "phenosolvan" by selective distillation.

Благодаря этой конструкции установки, особо в связи с все более и более ограничительными требованиям в защите окружающей среды, инвестиционные затраты и эксплуатационные затраты могут быть заметно снижены, поскольку дорогостоящая очистка подлежащей утилизации сточной воды может быть полностью или частично исключена. Путем введения потока, содержащего основную долю твердых веществ, назад в процесс газификации, может быть исключено отделение твердых веществ от воды с помощью энергоемкой операции сушки.Due to this plant design, especially in connection with the increasingly restrictive requirements for environmental protection, investment costs and operating costs can be markedly reduced, since costly purification of waste water to be disposed of can be completely or partially excluded. By introducing a stream containing most of the solids back into the gasification process, the separation of solids from water can be eliminated using an energy-intensive drying operation.

Когда поток воды со средней степенью чистоты используется для вымывания золы, можно сэкономить на стоимости дополнительной свежей воды и стоимости дальнейшей очистки воды со средней степенью чистоты.When an average purity water stream is used to flush out the ash, you can save on the cost of additional fresh water and the cost of further purifying water with an average degree of purity.

Другие признаки, преимущества и возможные применения изобретения могут быть также взяты из нижеследующего описания приведенного в качестве примера варианта осуществления и рисунков. Все признаки, описанные или проиллюстрированные, образуют предмет изобретения сами по себе или в любом сочетании, независимо от их включения в пункты формулы изобретения или их обратных ссылок.Other features, advantages and possible uses of the invention may also be taken from the following description of an exemplary embodiment and drawings. All features described or illustrated form the subject matter of the invention by themselves or in any combination, regardless of their inclusion in the claims or their reciprocal references.

На рисункахIn the pictures

фиг. 1 показывает схему последовательности операций обычного способа газификации с последующей обработкой сточной воды согласно известному уровню техники;FIG. 1 shows a flow chart of a conventional gasification process followed by treatment of waste water according to the prior art;

фиг. 2 показывает схему последовательности операций способа согласно изобретению.FIG. 2 shows a flow chart of a method according to the invention.

В обычном способе, как показано на фиг. 1, твердые вещества вводятся в реактор 10 газификации через трубопровод 1, и кислород вводится через трубопровод 2. Через эти трубопроводы или не показанный другой трубопровод в реактор 10 подается пар. Через трубопровод 14 газовая смесь, образованная в результате реакции, подается из реактора 10 к устройству 20 охлаждения газа. Из этого устройства охла- 4 029238In the conventional method, as shown in FIG. 1, solids are introduced into the gasification reactor 10 through conduit 1, and oxygen is introduced through conduit 2. Steam is supplied through these conduits or another pipe not shown. Through the pipeline 14, the gas mixture formed by the reaction is supplied from the reactor 10 to the gas cooling device 20. This device has cooled 4 029238

ждения газа сырой синтез-газ отбирается через трубопровод 21. Через трубопровод 22 полученный жидкий поток подается к газожидкостному сепаратору 23. Оттуда он вводится в устройство 25 для извлечения аммиака через трубопровод 24. Между газожидкостным сепаратором 23 и устройством 25 для извлечения аммиака может быть предусмотрен процесс "феносолван" (на фиг. 1 не показан).waiting for gas, the raw synthesis gas is withdrawn through line 21. Through line 22, the resulting liquid stream is supplied to the gas-liquid separator 23. From there it is introduced into the device 25 for extracting ammonia through the pipe 24. A process can be provided between the gas-liquid separator 23 and the device 25 for extracting ammonia "phenosolvan" (not shown in Fig. 1).

Из устройства 25 для извлечения аммиака жидкий поток, содержащий воду, передается в устройство 30 обработки воды через трубопровод 26. Из устройства обработки воды сточная вода, с одной стороны, выгружается через трубопровод 31 и по возможности обрабатывается так, что сточные воды могут быть утилизированы. Через трубопровод 32 отбирается поток, который содержит большую часть твердых частиц и поэтому называется также потоком шлама.From the ammonia recovery unit 25, the liquid stream containing water is transferred to the water treatment unit 30 via conduit 26. From the water treatment unit, the wastewater, on the one hand, is discharged through conduit 31 and, if possible, treated so that the wastewater can be disposed of. Through conduit 32, a stream is withdrawn that contains most of the solid particles and is therefore also called a sludge stream.

Поток, содержащий твердые вещества, подается к сушилке 33, в которой содержащаяся вода выпаривается путем подвода энергии и выделяется в атмосферу. Высушенный шлам затем, например, может быть доставлен к месту свалки.A stream containing solids is fed to the dryer 33, in which the contained water is evaporated by supplying energy and released into the atmosphere. The dried sludge can then, for example, be delivered to a landfill site.

Из реактора 10 газификации, в особости, если имеет место газификация в неподвижном слое, зола выгружается через трубопровод 11 и подается на устройство 12 для дальнейшей обработки золы. Текучая зола затем выводится через трубопровод 13.From the gasification reactor 10, in particular, if gasification takes place in a fixed bed, the ash is discharged through pipe 11 and fed to the device 12 for further processing of the ash. Flowing ash is then discharged through line 13.

В этом способе вода, полученная из устройства обработки сточной воды, утилизируется как сточная вода, но не рециркулируется в процесс. Вместо этого, в некотором месте способа вводится свежая вода.In this method, water obtained from the wastewater treatment device is disposed of as wastewater, but not recycled to the process. Instead, fresh water is introduced at some point in the process.

На фиг. 2 показана конфигурация способа согласно изобретению в виде схемы последовательности операций, причем подлежащие газификации твердые вещества также подаются к реактору 10 газификации через трубопровод 1, и кислород подается через трубопровод 2. Из реактора 10 газификации зола выводится через трубопровод 11 и подается на устройство 12 для дальнейшей обработки золы. Из этого устройства для дальнейшей обработки золы зола затем выводится через трубопровод 13.FIG. 2 shows the configuration of the method according to the invention in the form of a flow chart, the solids to be gasified are also fed to the gasification reactor 10 through line 1, and oxygen is supplied through line 2. From the gasification reactor 10, ash is removed through line 11 and fed to the device 12 for further ash treatment. From this device for the further processing of ash, the ash is then discharged through line 13.

В показанном варианте осуществления газификатор 10 спроектирован как реактор с неподвижным слоем и включает в себя в основном цилиндрический вертикальный реактор с наружной водяной рубашкой. Уголь или биомасса подаются сверху через шлюз в распределитель твердых веществ, имеющийся внутри реактора, посредством чего образуется неподвижный слой, который покоится на вращающейся колосниковой решетке, расположенной в нижней области реактора 10. Из этой нижней области также вводятся кислород и пар. Благодаря поднимающимся горячим газам, в верхней части газификатора 10 происходит высушивание использованного угля или биомассы, а также десорбция физически адсорбированных газов. Ниже зоны сушки расположена реакционная зона, в верхней части которой происходит дегазация угля или биомассы. Внутри реакционной зоны за дегазацией следует фактическая газификация угля или биомассы в соответствии с реакцией Будуа. В следующей, самой низкой зоне происходит сгорание угля или биомассы, а также реакция образования водяного газа и реакция конверсии водяного газа. Получающийся газ падает через колосниковую решетку и оттуда выгружается. Горячие газы, которые направляются в противотоке относительно угля или биомассы, падающих сверху, выводятся через выхлопную трубу, расположенную выше неподвижного слоя.In the shown embodiment, the gasifier 10 is designed as a fixed bed reactor and includes a mainly cylindrical vertical reactor with an outer water jacket. Coal or biomass is fed from above through a sluice into a solid distributor inside the reactor, whereby a fixed bed is formed that rests on a rotating grate located in the lower region of the reactor 10. Oxygen and steam are also introduced from this lower region. Due to the rising hot gases, used coal or biomass is dried at the top of the gasifier 10, and desorption of physically adsorbed gases occurs. Below the drying zone is the reaction zone, in the upper part of which the degassing of coal or biomass takes place. Inside the reaction zone, degassing is followed by the actual gasification of coal or biomass in accordance with the Budua reaction. In the next, lowest zone, the combustion of coal or biomass occurs, as well as the reaction of formation of water gas and the reaction of conversion of water gas. The resulting gas falls through the grate and is discharged from there. Hot gases that are directed in countercurrent to coal or biomass falling from above are discharged through an exhaust pipe located above the fixed bed.

Через трубопровод 14 газовая смесь, полученная реакцией газификации, выводится из реактора 10 и подается к холодильнику 20. В результате охлаждения получается сырой синтез-газ, который выводится через трубопровод 21. Через трубопровод 22 жидкий поток, содержащий воду, течет в газожидкостный сепаратор (разделительное устройство) 23. Также возможно, что разделение газа и жидкости вызывается исключительно конденсацией в газовом холодильнике 20.Through pipe 14, the gas mixture obtained by the gasification reaction is discharged from reactor 10 and fed to the refrigerator 20. As a result of cooling, crude synthesis gas is obtained, which is discharged through pipe 21. Through pipe 22, a liquid stream containing water flows into the gas-liquid separator (separator device) 23. It is also possible that the separation of gas and liquid is caused solely by condensation in the gas cooler 20.

Из газожидкостного сепаратора 23, который может быть оформлен как конденсатор или каплеотделитель, полученный жидкий поток рециркулируется в устройство 25 для извлечения аммиака через трубопровод 24. Между газожидкостным сепаратором 23 и устройством 25 для извлечения аммиака может быть предусмотрен процесс "феносолван" (на фиг. 2 не показан). От устройства 25 извлечения аммиака трубопровод 26 затем ведет к устройству 30 обработки воды. Полученный там водный поток разделяется на три потока. Тот поток, который имеет наивысшую степень чистоты, подается через трубопровод 31 к не показанному парогенератору. Выработанный там пар может быть затем использован как теплоноситель в текущем способе газификации, например, для нагревания исходных веществ, или использован для выработки энергии в турбине. В принципе также представляется возможным подавать поток воды как охлаждающую жидкость в охлаждающий контур. Возможно, потребуется не показанная очистка этого потока.From the gas-liquid separator 23, which can be designed as a condenser or droplet separator, the resulting liquid stream is recycled to the device 25 for the extraction of ammonia through the pipe 24. A process of "phenosolvan" can be provided between the gas-liquid separator 23 and the device 25 for the extraction of ammonia (Fig. 2 not shown). From the ammonia extraction unit 25, the conduit 26 then leads to the water treatment unit 30. The water stream obtained there is divided into three streams. The stream that has the highest degree of purity is fed through conduit 31 to a not shown steam generator. The steam produced there can then be used as a coolant in the current gasification method, for example, to heat the raw materials, or used to generate energy in a turbine. In principle, it also seems possible to feed water as coolant into the cooling circuit. It may be necessary to skip this stream, not shown.

Поток со средней степенью чистоты через трубопровод 37 направляется на дальнейшую обработку 12 золы и служит там в качестве ожижающего агента. Таким образом может быть полностью исключено введение подпиточной воды. Возможно, может быть также предусмотрена дальнейшая очистка 38 воды для потока в трубопроводе 37.The stream with an average degree of purity through the pipeline 37 is sent for further processing 12 ashes and serves there as a fluidizing agent. Thus, the introduction of make-up water can be completely excluded. Perhaps, it may also be provided further purification 38 of the water for flow in the pipeline 37.

Через трубопровод 36 тот поток, который содержит большую часть твердых веществ, наконец транспортируется назад в газификацию. Когда реактор 10 спроектирован как реактор с неподвижным слоем, рекомендуется распылять поток, содержащий твердые вещества, на неподвижный слой сверху. Таким образом можно избежать потребляющей много энергии и поэтому дорогостоящей сушки твердых веществ. В дополнение, ценные продукты, все еще в нем содержащиеся, могут таким образом подаваться на газификацию.Through conduit 36, the stream that contains most of the solids is finally transported back to gasification. When reactor 10 is designed as a fixed bed reactor, it is recommended that the stream containing solids be sprayed onto the fixed bed from above. In this way, a lot of energy consuming and therefore costly drying of solids can be avoided. In addition, valuable products still contained in it can thus be fed to gasification.

- 5 029238- 5 029238

С помощью этого способа можно обеспечить газификацию твердых веществ, при которой не получается никакая сточная вода.With this method it is possible to ensure the gasification of solids, in which no waste water is obtained.

Перечень ссылочных обозначений 1, 2 трубопроводReference List 1, 2 Pipeline

10 реактор газификации10 gasification reactor

11 трубопровод11 pipeline

12 дальнейшая обработка золы 13, 14 трубопровод12 further processing of ash 13, 14 pipeline

20 холодильник 21, 22 трубопровод20 refrigerator 21, pipeline 22

23 разделительное устройство23 separating device

24 трубопровод24 pipeline

25 извлечение аммиака25 ammonia recovery

26 трубопровод26 pipeline

30 последующая обработка воды 31, 32 трубопровод 33 сушка твердых веществ 34-37 трубопровод 38 последующая обработка воды 40 трубопровод30 subsequent water treatment 31, 32 pipeline 33 drying solids 34-37 pipeline 38 subsequent processing water 40 pipeline

Claims (8)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ газификации твердых углеродсодержащих веществ, включающий следующие стадии: первая стадия - по меньшей мере, частичное превращение твердых углеродсодержащих веществ в1. The method of gasification of solid carbon-containing substances, comprising the following stages: the first stage is at least partial conversion of solid carbon-containing substances into СО и Н2 с получением газового потока, содержащего пар;CO and H 2 to produce a gas stream containing steam; вторая стадия - выделение из полученного газового потока жидкого потока, содержащего воду; и третья стадия - водоочистка потока, содержащего воду, полученного на предыдущей стадии, отличающийся тем, что при водоочистке поток, содержащий воду, разделяют на три потока с разной степенью чистоты,the second stage is the separation from the resulting gas stream of a liquid stream containing water; and the third stage - water purification of the stream containing water obtained in the previous stage, characterized in that during water purification the stream containing water is divided into three streams with varying degrees of purity, причем первый поток воды, который имеет наивысшую степень чистоты, направляют на выработкуthe first stream of water, which has the highest degree of purity, is directed to the production пара,couple, второй поток воды, который имеет среднюю степень чистоты, направляют на вымывание образующейся золы из реактора газификации или в специальное устройство для обработки золы в качестве ожижающего агента с последующим образованием в нем шлама, выводимого из системы,the second stream of water, which has an average degree of purity, is directed to leaching the resulting ash from the gasification reactor or into a special device for treating the ash as a fluidizing agent, followed by the formation in it of sludge withdrawn from the system, третий поток воды, который имеет самую низкую степень чистоты, рециркулируют в реактор газификации твердых веществ.the third stream of water, which has the lowest degree of purity, is recycled to the gasification reactor for solids. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что третий поток воды отделяют декантацией, а затем первый и второй потоки воды получают способом обратного осмоса.2. The method according to claim 1, characterized in that the third stream of water is separated by decantation, and then the first and second streams of water obtained by the method of reverse osmosis. 3. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пар, выработанный в парогенераторе, используют для обеспечения процесса газификации паром и/или для выработки электрической энергии.3. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the steam generated in the steam generator, is used to ensure the gasification process with steam and / or for the generation of electrical energy. 4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первый поток воды, который имеет наивысшую степень чистоты, и/или второй поток воды, который имеет среднюю степень чистоты, подвергают дальнейшей очистке перед рециркуляцией.4. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the first stream of water, which has the highest degree of purity, and / or the second stream of water, which has an average degree of purity, is subjected to further purification before recirculation. 5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газификацию твердых веществ осуществляют в неподвижном слое.5. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the gasification of solids is carried out in a fixed bed. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что третий поток воды, который имеет самую низкую степень чистоты, распыляют в реактор газификации твердых веществ над неподвижным слоем.6. The method according to claim 5, characterized in that the third stream of water, which has the lowest degree of purity, is sprayed into the solidification gasification reactor over a fixed bed. 7. Установка для газификации твердых углеродсодержащих веществ способом по любому из предшествующих пунктов, содержащая реактор (10) газификации, в котором обеспечивается, по меньшей мере, частичное превращение твердых углеродсодержащих веществ в СО и Н2 с получением газового потока, содержащего пар, разделительное устройство (20), в котором обеспечивается выделение из сырого синтез-газа, полученного в процессе указанной газификации, жидкого потока, содержащего воду, и устройство (30) водоочистки, в котором обеспечивается очистка полученного потока, содержащего воду, отличающаяся тем, что устройство (30) водоочистки выполнено с возможностью разделения потока, содержащего воду, на три потока с разной степенью чистоты и устройство (30) водоочистки через трубопровод (31) для потока, имеющего наивысшую степень чистоты, соединено с устройством выработки пара и через трубопровод (37) для потока, имеющего среднюю степень чистоты, с устройством (12) для обработки золы, включающим ожижение золы и превращение ее в шлам, или с реактором (10) для вымывания золы из реактора газификации твердых веществ и через трубопровод (36) с реактором (10) газификации.7. Installation for gasification of solid carbon-containing substances by the method according to any of the preceding paragraphs, containing the gasification reactor (10), which provides at least partial conversion of solid carbon-containing substances into CO and H 2 to produce a gas stream containing steam, a separation device (20), in which the separation from the raw synthesis gas obtained in the process of said gasification is provided, a liquid stream containing water, and a water treatment device (30), in which the resulting a stream containing water, characterized in that the water treatment device (30) is arranged to divide the stream containing water into three streams with varying degrees of purity and the water treatment device (30) through the pipeline (31) for the stream having the highest degree of purity, connected to a steam generation device and through a pipe (37) for a stream having an average degree of purity, to a device (12) for treating ash, including liquefying ash and turning it into sludge, or to a reactor (10) for washing out ash from a solidification gasification reactor thing STV and through the pipeline (36) with the reactor (10) gasification. - 6 029238- 6 029238 8. Установка по п.7, отличающаяся тем, что разделительное устройство (20) является конденсатором или каплеотделителем.8. Installation according to claim 7, characterized in that the separation device (20) is a condenser or droplet separator.
EA201401126A 2012-07-03 2013-04-23 Process and apparatus for the gasification of solids EA029238B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012013139.9A DE102012013139B4 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Process and device for the gasification of solids
PCT/EP2013/058337 WO2014005738A1 (en) 2012-07-03 2013-04-23 Process and apparatus for the gasification of solids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201401126A1 EA201401126A1 (en) 2015-01-30
EA029238B1 true EA029238B1 (en) 2018-02-28

Family

ID=48236894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201401126A EA029238B1 (en) 2012-07-03 2013-04-23 Process and apparatus for the gasification of solids

Country Status (9)

Country Link
KR (1) KR102038725B1 (en)
CN (1) CN204803273U (en)
AU (1) AU2013286304B2 (en)
DE (1) DE102012013139B4 (en)
EA (1) EA029238B1 (en)
IN (1) IN2014MN01869A (en)
UA (1) UA114198C2 (en)
WO (1) WO2014005738A1 (en)
ZA (1) ZA201406985B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114702987A (en) * 2022-04-18 2022-07-05 李冶 Pure oxygen gasification device and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2198744A (en) * 1986-12-16 1988-06-22 British Gas Plc Gasification process
US20090178338A1 (en) * 2007-10-26 2009-07-16 Thomas Frederick Leininger Fuel feed system for a gasifier and method of gasification system start-up
US20090188867A1 (en) * 2008-01-30 2009-07-30 Dinh-Cuong Vuong Methods and systems for processing waste water
US20100172819A1 (en) * 2009-01-06 2010-07-08 Paul Steven Wallace Methods and systems for zero discharge water treatment
US20110259014A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 General Electric Company Refinery residuals processing for integrated power, water, and chemical products

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4222847A (en) 1978-12-15 1980-09-16 Gulf Oil Corporation Coal liquefaction process with improved slurry recycle system
DE3207779A1 (en) 1982-03-04 1983-09-08 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Process for the treatment of water-containing condensate from the cooling of the crude gas of coal pressure gasification
DD224611A5 (en) 1984-09-06 1985-07-10 British Gas Corp COAL GASIFICATION PROCESS
DE3515484A1 (en) 1985-04-30 1986-10-30 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt METHOD FOR TREATING CONDENSATE FROM THE PRODUCT GAS OF GASIFYING SOLID FUELS
DE4107109C1 (en) 1991-03-06 1992-10-08 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De Environmentally friendly purificn. of crude gas - by cooling to contain condensate, sepg. condensate and evaporating to obtain saline soln. which is combusted and condensate stream which is added to pure gas
US5586510A (en) 1994-03-16 1996-12-24 Cement Industry Environment Consortium Method and system for controlling pollutant emissions in combustion operations
US6610112B1 (en) * 1999-12-07 2003-08-26 Texaco Inc. Method for oil gasification
DE102007035301B4 (en) * 2007-07-27 2009-04-30 Lurgi Gmbh Process and device for the utilization of brine obtained in the biological treatment of gas condensate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2198744A (en) * 1986-12-16 1988-06-22 British Gas Plc Gasification process
US20090178338A1 (en) * 2007-10-26 2009-07-16 Thomas Frederick Leininger Fuel feed system for a gasifier and method of gasification system start-up
US20090188867A1 (en) * 2008-01-30 2009-07-30 Dinh-Cuong Vuong Methods and systems for processing waste water
US20100172819A1 (en) * 2009-01-06 2010-07-08 Paul Steven Wallace Methods and systems for zero discharge water treatment
US20110259014A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 General Electric Company Refinery residuals processing for integrated power, water, and chemical products

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150027062A (en) 2015-03-11
IN2014MN01869A (en) 2015-07-03
KR102038725B1 (en) 2019-10-30
UA114198C2 (en) 2017-05-10
EA201401126A1 (en) 2015-01-30
CN204803273U (en) 2015-11-25
WO2014005738A1 (en) 2014-01-09
AU2013286304A1 (en) 2014-11-06
ZA201406985B (en) 2015-11-25
AU2013286304B2 (en) 2018-02-22
DE102012013139B4 (en) 2022-05-05
DE102012013139A1 (en) 2014-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4319981B2 (en) Purification method of Fischer-Tropsch generated water
JP4888911B2 (en) Organic waste treatment facility and treatment method
RU2571146C2 (en) Separation method
KR101243605B1 (en) Waste to energy by way of hydrothermal decomposition and resource recycling
US20200190613A1 (en) Plant and method for the thermal treatment of solids
PL245368B1 (en) Systems for the treatment of gray water from the gasification
JP2006274013A (en) Biomass gasification system
CN115321630B (en) Method and system for producing hydrogen by coal grading utilization and wastewater zero discharge coupling
JP4597099B2 (en) Gas purification system and gas purification method
JP2016131549A (en) Method and apparatus for synthesizing ethanol
AU2012250295B2 (en) Method for gasifying solid raw material containing carbon
RU2475677C1 (en) Method of processing solid household and industrial wastes using synthesis gas
CN104593079B (en) A kind of technique of broken coal production Clean synthesis gas
EA029238B1 (en) Process and apparatus for the gasification of solids
JPH09150143A (en) Treatment of night soil system sewage
JP2005068435A (en) Method and plant for producing decontaminated syngas at high efficiency from feedstock rich in organic substance
CN112226250B (en) Coal gas multi-pollutant purification treatment system
CN212559482U (en) Purification treatment system of solid waste salt
JP5672791B2 (en) Gasification gas production system and method
EP2653451A1 (en) Method and apparatus for the treatment of process water from an organic material conversion process
CZ2006617A3 (en) Energy valuation method of products obtained when purifying stillage from bio alcohol production and apparatus for making the same
CN106915862B (en) Coal chemical wastewater treatment system based on gas secondary gas-liquid separation and treatment method thereof
JP2018102170A (en) Waste disposal system and gas treatment apparatus
WO2021149765A1 (en) Method for producing organic substance and apparatus for producing organic substance
TW202313450A (en) Hydrogen and ammonia production system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM