ES2242082T3 - Procedimiento y aparato para la gasificacion de material carbonaceo. - Google Patents
Procedimiento y aparato para la gasificacion de material carbonaceo.Info
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Abstract
Procedimiento de gasificación de un material carbonado, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: a) gasificar un material carbonado para producir un gas en un reactor de gasificación de un sistema de gasificación b) descargar el gas producto, arrastrando las cenizas, el carbón residual y los compuestos de alquitrán gasificados a partir del reactor de gasificación hacia un canal del gas producto; c) refrigerar el gas producto descargado desde el reactor de gasificación, siendo el gas refrigerado dentro del canal de gas producto, de modo que los compuestos del alquitrán sean condensados bajo una forma líquida predispuesta para pegarse sobre las superficies calientes del refrigerador de gas; d) separar el material sólido que contiene partículas de cenizas y el carbón residual del sistema de gasificación y e) guiar el material sólido separado del sistema de gasificación hacia un reactor para cenizas y proporcionar un gas que contenga oxígeno al reactor para las cenizas, de formaque el carbón residual del material sólido reaccione con el oxígeno y que sean generadas partículas de cenizas y de los gases de evacuación; caracterizado porque dicho procedimiento comprende, además, una etapa consistente en f) guiar las partículas de cenizas a partir del reactor para cenizas a lo largo de un canal de encaminamiento hacia el refrigerador de gas o corriente arriba del refrigerador de gas, de forma que aumente el contenido en cenizas del gas producto y que disminuya la adherencia de los compuestos de alquitrán de condensación sobre las superficies calientes del refrigerador de gas.
Description
Procedimiento y aparato para la gasificación de
material carbonáceo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y un dispositivo según los preámbulos de las
reivindicaciones independientes.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere a un procedimiento para gasificar material carbonáceo, en
cuyo procedimiento el material carbonáceo se gasifica a gas producto
en una reactor de gasificación de un sistema de gasificación; dicho
gas producto y las cenizas que arrastra, el carbón residual y los
compuestos de alquitrán gaseosos se descargan desde el reactor de
gasificación a un canal de gas producto y el gas producto se enfría
en un refrigerador de gas, donde los compuestos de alquitrán se
condensan en una forma líquida, que tiende a pegarse sobre las
superficies. Además, el material sólido que contiene partículas de
cenizas y carbón residual se separa del sistema de gasificación y
dicho material sólido separado del sistema de gasificación se guía a
un reactor para cenizas. Se suministra gas que contiene oxígeno con
lo que el carbón residual reacciona con el oxígeno generando
partículas de cenizas y gases de escape.
La invención se refiere también a un dispositivo
para gasificar material carbonáceo. Dicho dispositivo comprende un
sistema de gasificación que incluye un reactor de gasificación, un
canal de gas producto conectado al reactor de gasificación, un
refrigerador de gas dispuesto en el canal de gas producto y medios
para separar material sólido que contiene partículas de cenizas y
carbón residual desde el sistema de gasificación, un reactor para
cenizas que dispone de medios para tratar el carbón residual a
partir de la ceniza con oxígeno y medios para suministrar material
sólido separado del sistema de gasificación al reactor para
cenizas.
Cuando se gasifica combustible carbonáceo aire
y/o oxígeno así como vapor se suministran al reactor de
gasificación, de tal modo que el objetivo es generar gas producto
principalmente constituido por monóxido de carbono CO e hidrógeno
H_{2}.
Para producir reacciones endotérmicas que generan
monóxido de carbono e hidrógeno el calor debe liberarse desde el
combustible por medio de combustión parcial o debe llevarse al
reactor de gasificación en la forma de un medio externo de
intercambio térmico. Cuando la gasificación no está completa, parte
del carbón en el combustible sale con el gas producto como alquitrán
no gasificado. La temperatura de gasificación, especialmente con
gasificadores de lecho fluidizado, suele ser relativamente baja, por
ejemplo, 500-1000ºC, donde el carbón no gasificado
puede reducir notablemente el nivel de producción de gas del
gasificador.
El gas producto que abandona el reactor de
gasificación suele contener partículas de cenizas, que deben
eliminarse, por ejemplo, por un filtro de partículas antes de
procesar el gas producto. Puesto que los filtros de partículas para
gas que funcionan a alta temperatura son caros y propensos a
resultar dañados, el gas producto suele enfriarse antes del
filtrado. En particular, cuando se gasifica material residual y
biomasa, se pueden generar cantidades importantes de compuesto de
alquitrán que son gaseosos a la temperatura de gasificación pero se
condensan a temperaturas más bajas en gotas pegajosas e incluso
partículas sólidas, que pueden, por ejemplo, formar depósitos sobre
las superficies de intercambio térmico del refrigerador de gas y
sobre el filtro que, de nuevo, son difíciles de eliminar. Por lo
tanto, los compuestos de alquitrán disminuyen la capacidad de
intercambio térmico de las superficies de intercambio térmico y
obstruyen los elementos filtrantes del filtro aumentando la pérdida
de presión causada por el filtro.
La patente de los Estados Unidos 5.658.359 se
refiere a un procedimiento en el que la superficie de intercambio
térmico de un refrigerador de gas, en un gasificador de lecho
fluidizado, están mecánicamente limpias de depósitos al hacer pasar
por un lecho de arena, caliza o material separado del gas producto
por un filtro de partículas situado corriente bajo del refrigerador
de gas a las superficies de intercambio térmico.
La patente de los Estados Unidos 4.613.344 se
refiere a un procedimiento en el que la pegajosidad de las impurezas
del gas producto se impiden enfriando rápidamente el gas a través de
zonas de temperatura crítica. El enfriamiento del gas se acelera
añadiendo material inerte, por ejemplo, óxido de aluminio
Al_{2}O_{3} al gas producto en el refrigerador de gas, cuyo
material se separa del gas producto corriente abajo del enfriador de
gas mediante un separador centrífugo, enfriado en un intercambiador
de calor fluidizado por gas producto y recirculado al gas
producto.
El material sólido separado del gas producto, por
ejemplo, mediante un filtro de partículas, puede contener además de
cenizas, también una cantidad considerable de alquitrán. Las cenizas
volantes y las cenizas del fondo del reactor de gasificación pueden
contener también compuestos de PAH (fenilalamina hidroxilasa) y
otros compuestos de carbono nocivos para el medio ambiente. Por
consiguiente, las cenizas retiradas del sistema de gasificación
deben tratarse posteriormente antes de que puedan utilizarse como
materia prima, por ejemplo, en la industria o en la agricultura.
En la publicación nº WO 00/43468 se refiere a un
procedimiento, en el que material sólido carbonáceo recogido desde
el filtro del gas producto de un gasificador de lecho fluidizado se
oxida en otro reactor de lecho fluidizado y el gas conteniendo
oxígeno que se descarga desde el reactor es guiado al gasificador de
lecho fluidizado para actuar como gas de gasificación
secundario.
La patente de los Estados Unidos nº 4.347.064 se
refiere a un procedimiento en el que material parcialmente
gasificado, recogido desde los separadores de un gasificador de
lecho fluidizado circulante, se lleva a la gasificación final en
otro gasificador, cuyo gas producto se suministra para actuar como
gas de fluidización en un gasificador de lecho fluidizado
circulante.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un procedimiento y un dispositivo, por medio del cual
se mejore la utilizabilidad del sistema de gasificación para
material carbonáceo.
Un objeto especial de la presente invención es
proporcionar un procedimiento y dispositivo simple para evitar los
problemas causados por los compuestos del alquitrán arrastrados con
el gas producto.
Para resolver estos problemas, se enseña un
procedimiento cuyas características distintivas se revelan en la
parte caracterizante de la reivindicación independiente del
procedimiento. Así, es una característica distintiva del
procedimiento según la presente invención que las partículas de
cenizas sean guiadas desde el reactor para cenizas a lo largo de un
conducto de transporte al refrigerador de gas o corriente arriba del
refrigerador de gas, de tal modo que aumente el contenido en cenizas
del gas producto y disminuya la pegajosidad de los compuestos de
alquitrán que se condensan sobre las superficies térmicas del
refrigerador de gas.
Las partículas de cenizas son preferentemente
suministradas desde el reactor para cenizas a la parte superior del
recubrimiento de gasificación y más preferentemente, de forma
directa al canal de gas producto, donde las partículas de cenizas
impiden, lo más eficazmente posible, la pegajosidad de los
compuestos de alquitrán.
Para resolver los problemas anteriormente
mencionados de la técnica anterior se proporciona también un
dispositivo, cuyas características distintivas se revelan en la
parte caracterizante de la reivindicación independiente del
dispositivo. Así, es característico del dispositivo según la
presente invención que comprenda medios para guiar las partículas de
cenizas tratadas en un reactor para cenizas desde el reactor para
cenizas a un refrigerador de gas o corriente arriba del refrigerador
de gas.
Preferentemente, el dispositivo comprende medios
para guiar las partículas de cenizas tratadas en el reactor para
cenizas desde dicho reactor a la parte superior del reactor de
gasificación y más preferentemente medios para guiarlas desde el
reactor para cenizas directamente a un canal del gas producto.
El reactor de gasificación de un sistema de
gasificación, según una realización preferida de la presente
invención, es un gasificador de lecho fluidizado, pero puede ser
también alguna otra clase de gasificador, por ejemplo, un
gasificador de lecho fijo o un gasificador de polvo. El gasificador
de lecho fluidizado puede ser un gasificador de lecho fluidizado
circulante o un gasificador de lecho burbujeante. El gasificador
puede funcionar, por ejemplo, a una temperatura de
400-1100ºC. Según una realización preferida, el
gasificador funciona a una temperatura de aproximadamente
600-1000ºC y según una realización más preferida, a
una temperatura aproximada de 800-950ºC.
En general, el material sólido que contiene
partículas de cenizas y carbón residual se separa del sistema de
gasificación como las así denominadas cenizas del fondo desde la
parte inferior del gasificador y las así denominadas cenizas
volantes desde el gas producto. El material sólido se puede separar
también desde el ciclo caliente del gasificador de lecho fluidizado
circulante. Según la presente invención, es posible guiar los flujos
de material sólido en cualquiera de las formas antes citadas al
reactor para cenizas.
Según una realización más preferida de la
invención, se separan las impurezas desde el gas producto en un
filtro, de modo que se obtenga gas producto filtrado así como
material sólido conteniendo carbón residual y cenizas separado del
gas producto. Dicho material sólido se guía hacia el reactor para
cenizas. El tamaño de partícula medio del material sólido, separado
en el filtro, es relativamente pequeño, por lo que forma en el
reactor para cenizas unas cenizas que tienen una área superficial
grande para los alquitranes que se condensan. Cuando el área
superficial es grande, el espesor del alquitrán condensado sobre la
superficie de las partículas de cenizas permanece pequeño, por lo
que las partículas no son pegajosas y no se adhieren sobre las
superficies térmicas o entre sí.
En un reactor para cenizas, según la presente
invención, es posible permitir que el carbón residual reaccione con
el oxígeno, de modo que el carbón sea objeto de combustión o se
gasifique por completo. En la combustión, el carbón reacciona con el
oxígeno y genera dióxido de carbono CO_{2} y gas de combustión que
contiene oxígeno. En la gasificación, el carbón reacciona con el gas
de gasificación que contiene solamente algún oxígeno, por lo que al
menos se genera monóxido de carbono CO.
Diferentes tipos de reactores pueden utilizarse
como reactores para cenizas, pero, según una realización preferida
de la invención, el reactor para cenizas es un reactor de lecho
fluidizado, que puede ser reactor de lecho fluidizado circulante o
un reactor de lecho burbujeante.
Las cenizas se pueden transportar desde el
reactor para cenizas a lo largo del conducto de transporte al
sistema de gasificación, por ejemplo, por medios neumáticos. Puesto
que el tamaño de las partículas de material sólido, que llega al
reactor para cenizas desde el filtro, es pequeño, normalmente menor
que 200 \mum, las cenizas procedentes del reactor para cenizas,
que utiliza el principio de lecho fluidizado, se arrastra con el gas
fluidizante fuera del reactor. Según una realización preferida de la
invención, el gas de escape procedente del reactor de lecho
fluidizado y las partículas de cenizas arrastradas son guiadas al
sistema de gasificación, preferentemente a su canal del gas
producto.
Es posible separar la parte más gruesa de las
partículas de cenizas arrastradas con el gas de escape que se guía
hacia el sistema de gasificación, por ejemplo, mediante un separador
centrífugo, de modo que solamente la parte más fin de las partículas
de cenizas es guiada con el gas de escape hacia el sistema de
gasificación. Parte de las cenizas más gruesas separadas del gas de
escape puede devolverse al reactor para cenizas y el resto puede
retirarse a una tolva de cenizas, por ejemplo, por medio de un
transportador de tornillo refrigerado. El rendimiento de separación
del separador del gas de escape del reactor para cenizas deberá
elegirse de tal manera que una parte suficiente, preferiblemente la
mayor parte de las cenizas arrastradas con el gas de escape,
permanezca sin separar y se arrastre con el gas de escape al canal
del gas producto.
Un reactor de lecho fluidizado actuando como un
reactor para cenizas puede funcionar, por ejemplo, a una temperatura
aproximada de 700 a 950ºC. Preferentemente, el reactor para cenizas
funciona a una temperatura aproximada de 850ºC. Por ejemplo, las
superficies de intercambio térmico pueden disponerse dentro del
reactor para controlar la temperatura del reactor para cenizas.
Según una realización preferida de la presente invención, la
temperatura del reactor para cenizas se ajusta por medio de un
refrigerador de gas en el canal del gas producto. Por lo tanto, la
energía que se libera en el reactor para cenizas se puede utilizar
de una manera simple, por ejemplo, para generar el vapor necesario
en el reactor de gasificación.
Según una realización preferida de la presente
invención, las partículas de cenizas que son guiadas al sistema de
gasificación, especialmente al canal de gas producto de dicho
sistema, desde el reactor para cenizas a lo largo de un conducto de
transporte, son enfriadas ya antes de introducirse en el canal de
gas producto utilizando un intercambiador de calor dispuesto para el
conducto de transporte. De este modo, aumenta la tendencia de los
compuestos de alquitrán en el gas producto para condensarse en las
partículas de cenizas que retornan desde el reactor para cenizas y
disminuyen la pegajosidad de los compuestos de alquitrán sobre las
superficies térmicas del refrigerador de gas en el conducto de gas
producto.
Un refrigerador de gas en el conducto de gas
producto se utiliza para enfriar el gas producto y también las
cenizas arrastradas con el gas, preferentemente a una temperatura
aproximada de 200 a 300ºC. Las cenizas enfriadas desde el reactor
para cenizas y desde el reactor de gasificación se separan del gas
producto por medio de un filtro de partículas y se guía al reactor
para cenizas. Puesto que la temperatura de las cenizas procedentes
del filtro es más baja que la del reactor para cenizas, la
temperatura del reactor se puede ajustar cambiando la cantidad de
cenizas que circulan a través del separador, del refrigerador y del
filtro de retorno al reactor para cenizas. La cantidad de las
cenizas circulantes se puede ajustar cambiando la proporción de las
cenizas que se retiran del sistema en las cenizas que se separan por
medio de un separador del reactor para cenizas. Cuando se disminuye
la retirada de las cenizas que se separan o cuando se detiene
temporalmente por completo, se incrementa la cantidad de cenizas en
el reactor para cenizas y en el ciclo de
reactor-separador-refrigerador-filtro-reactor
y disminuye la temperatura del reactor para cenizas.
En correspondencia, cuando se incrementa la
retirada de cenizas separadas, se incrementa la cantidad de las
cenizas en el reactor y en el ciclo y aumenta la temperatura del
reactor.
Es una característica distintiva de la presente
invención que el reactor para cenizas genera material de cenizas,
que se puede suministrar ventajosamente al gas producto y de este
modo, se puede evitar los problemas causados por los compuestos de
alquitrán en el gas producto. Cuando se incrementa la proporción de
las cenizas en las impurezas arrastradas en el gas producto, la
proporción de los compuestos de alquitrán disminuye respectivamente
y también es menor la pegajosidad de las impurezas sobre las
superficies. El contenido en cenizas en el gas producto está en la
zona de los enfriadores de cenizas y el filtro preferentemente a
menos de 100 g/m^{3}. El material de cenizas procedente del
reactor para cenizas es inerte y su tamaño de partícula medio es
pequeño, por lo que es especialmente ventajoso para disminuir los
problemas causados por los compuestos de alquitrán.
Cuando las cenizas separadas del sistema de
gasificación se recirculan desde el reactor para cenizas a través
del refrigerador de gas y el filtro de partículas para el gas
producto, es posible aumentar el tiempo de retención medio de las
cenizas en el reactor. De este modo, el carbón residual en las
cenizas se puede gasificar o ser objeto de una combustión casi
completa. Al mismo tiempo, se descomponen eficazmente los compuestos
de hidrocarburos del material sólido extraído desde el filtro, que
son nocivos para el medio ambiente. Utilizando la presente
invención, se aumenta el rendimiento de la instalación y al mismo
tiempo, se mejora la aplicabilidad del material para retirarse desde
el reactor, por ejemplo, como materia prima en la industria o, como
alternativa, pueden recogerse cenizas para los vertederos sin
problemas medioambientales.
A continuación se describirá la invención, a modo
de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 ilustra, de forma esquemática, un
dispositivo según una realización preferida de la presente invención
y
La Figura 2 ilustra, de forma esquemática, un
dispositivo según una segunda realización preferida de la presente
invención.
En la Figura 1 se ilustra un reactor de
gasificación 10 como un gasificador de lecho fluidizado circulante,
pero podría ser también de otro tipo de un reactor adecuado para
gasificar combustible que contenga material carbonáceo. El material
que se va a gasificar, material de lecho inerte, tal como arena, y,
si fuera necesario, también absorbente, por ejemplo, piedra caliza
se suministran a través de medios alimentadores 12.
Utilizando los medios alimentadores 14 para gas
fluidizante, el gas de gasificación que actúa como gas fluidizante
se introduce por la parte inferior del gasificador. El gas para
gasificación puede ser aire y/o oxígeno y posiblemente vapor. El gas
para gasificación secundario se puede suministrar al lecho
fluidizado del gasificador por los medios 16. Los gases fluidizantes
y los gases producto, generados en el reactor, se arrastran en las
partículas sólidas del reactor de lecho fluidizado circulante hacia
la parte superior del reactor 10. En dicha parte superior del
reactor, una parte del material sólido sale con el gas producto a
través de una abertura de salida 18 a un separador de partículas 20.
La mayor parte del material sólido arrastrado con el gas producto es
separado en el separador de partículas 20 desde el gas producto y se
hace retornar a la parte inferior del reactor 10 por medio de un
conducto de retorno 22.
Para liberar la energía necesaria para las
reacciones de gasificación endotérmicas, tiene lugar una combustión
parcial del combustible en la parte inferior del gasificador. La
gasificación en un gasificador de lecho fluidizado suele tener lugar
dentro de un margen de temperatura de 600 a 1100ºC, por ejemplo, a
una temperatura de 850ºC. La parte inferior del gasificador está
provista de medios para eliminar las cenizas del fondo,
comprendiendo dichos medios posiblemente, por ejemplo, un
transportador de tornillo refrigerado 24.
El gas producto que sale a través de una abertura
de salida 26 del separador de partículas 20 contiene todavía
impurezas con cenizas finas, carbón residual no gasificado,
compuestos de alquitrán y otros compuestos de carbón, entre los que
puede existir también compuestos nocivos para el medio ambiente.
Después del separador 20, el flujo de gas y sus impurezas se guían
hacia un refrigerador de gas 30 en un canal de gas producto 28. La
temperatura del gas producto se disminuye en el refrigerador de gas
30 a una temperatura, por ejemplo, de aproximadamente
200-350ºC, requerida por un filtro de partículas 32
dispuesto en la parte inferior del canal del gas producto. Los
compuestos de alquitrán arrastrados con el gas producto, que son
gaseosos a la temperatura del reactor de gasificación, se condensan
en el refrigerador de gas 30 en pequeñas gotículas que tienden a
pegarse sobre las superficies de intercambio térmico del
refrigerador de gas y en las siguientes superficies corriente
abajo.
Los gases productos se suministran desde el
refrigerador de gas 30 al filtro de partículas 32, que de forma muy
eficiente elimina todas las impurezas no gaseosas desde el gas
producto. El gas producto limpio se guía desde el filtro de
partículas 32 a través de un canal de salida 34 para la combustión
del gas producto o a un proceso adicional que puede ser, por
ejemplo, el reprocesamiento para un proceso químico.
El material sólido separado por el separador de
partículas 32 es guiado por medio de un tubo de salida 36 a un
reactor para cenizas 38. El gas de reacción que contiene oxígeno se
suministra por medio de alimentadores 4 al reactor para cenizas 38.
Cuando el material sólido reacciona con el gas de reacción, el
carbón residual en el material sólido es objeto de combustión
desprendiendo dióxido de carbono CO_{2} o se gasifica
principalmente para monóxido de carbono CO. Al mismo tiempo, los
compuestos de hidrocarburos en el material sólido, que son nocivos
para el medio ambiente se descomponen en una forma que ya no es
nociva para el medio ambiente. La combustión del carbón residual
genera energía calorífica y convierte las cenizas del gasificador en
una forma que se puede utilizar o recoger con facilidad. Gasificando
el carbón residual es posible aumentar el rendimiento de gas de la
instalación.
El reactor para cenizas 38 puede ser, por
ejemplo, un gasificador de lecho fluidizado circulante o un
gasificador de lecho burbujeante. El gas de reacción a suministrar
al reactor para cenizas 38 por los medios 40 fluidiza el lecho de
material sólido que se forma en el reactor, de modo que las
partículas de cenizas pequeñas del lecho se arrastran con el gas de
escape generado en el reactor a través de una abertura de salida 42
del reactor hacia un separador de partículas 44. El rendimiento de
separación del separador se ha elegido de tal manera que una
cantidad suficiente de partículas de cenizas permanezca sin separar
y sean arrastradas con el gas de escape a través de un conducto de
transporte 46 hacia el canal del gas producto 28. Debido al flujo de
cenizas objeto de recirculación desde el reactor para cenizas 38, el
contenido en cenizas de las impurezas arrastradas con el gas
producto en el canal del gas producto 28 se incrementa de forma
considerable. Esto disminuye la pegajosidad de los compuestos de
alquitrán que se condensan en el refrigerador de gas 30 sobre las
superficies.
Según una realización preferida de la presente
invención, las partículas de cenizas que son guiadas hacia el canal
del producto 28 desde el reactor para cenizas 38 se enfrían antes de
introducirse en el canal del gas producto utilizando un
intercambiador de calor 54 dispuesto en el conducto de transporte
46. De este modo, aumenta la tendencia de los compuestos de
alquitrán en el gas producto a condensarse en las partículas de
cenizas que son objeto de retorno desde el reactor para cenizas 38 y
disminuye la pegajosidad de los compuestos de alquitrán al canal del
gas producto 28, sobre las superficies térmicas del refrigerador de
gas 30 y el filtro 32.
Parte de las partículas separadas por el
separador 44 son objeto de retorno al reactor para cenizas 38 y
parte se descarga a una tolva de cenizas 48 por medio de un
transportador de tornillo refrigerado 50. La velocidad del
transporte del transportador de tornillo 50 determina la cantidad de
las cenizas que se separan por el separador 44 que se descargan
desde el sistema y qué cantidad se transforma en cenizas volantes
pasando desde una cámara de distribución 52 de nuevo hacia el
reactor para cenizas 38. Debido a la combustión completa o parcial
del carbón residual del material sólido, la temperatura del reactor
para cenizas 38 es preferentemente de 650-950ºC, por
ejemplo, 850ºC. Puesto que el material sólido que retorna desde el
filtro 32 está a una temperatura más baja que la del reactor para
cenizas 38, es posible ajustar la temperatura del reactor cambiando
la cantidad de las cenizas que recirculan a través del reactor para
cenizas 38, el refrigerador de gas 30 y el filtro 32.
Una segunda realización de la presente invención,
ilustrada en la Figura 2, difiere de la presentada en la Figura 1,
por cuanto que, además de filtrar las cenizas, se alimenta también
al reactor para cenizas 38 con cenizas procedentes del fondo del
reactor de gasificación 10 transportadas por medios neumáticos a lo
largo de un conducto del transportador 54 y el material separado
desde el conducto de retorno 22 del separador de partículas 20 por
medio de un transportador de tornillo 56. Como alternativa, es
posible suministrar simplemente cenizas del fondo del reactor de
gasificación o las cenizas separadas desde el separador de
partículas del ciclo caliente o diferentes combinaciones de los
flujos de cenizas anteriormente citados hacia el reactor para
cenizas 38. En la realización ilustrada en la Figura 2, las cenizas
tratadas en el reactor para cenizas se transporta por medios
neumáticos a lo largo de un tubo 46 desde el fondo del reactor para
cenizas 38 hacia la parte superior del reactor de gasificación 10.
Las cenizas tratadas en el reactor para cenizas pueden guiarse
también, como alternativa, hacia el refrigerador de gas 30 o en
cualquier lugar corriente arriba del refrigerador de gas, por
ejemplo, al canal del gas producto 28.
En una realización según la Figura 2, el tamaño
de partícula medio de las cenizas que retornan al sistema de
gasificación es mayor y el área superficial relativa es más pequeña
que en la realización de la Figura 1. La ventaja de las partículas
más grandes es la menor tendencia a pegarse sobre las superficies
del canal del gas producto, por lo que la realización ilustrada en
la Figura 2 es especialmente ventajosa cuando el gas producto
contiene compuestos de alquitrán especialmente pegajosos, cuya
cantidad no es muy alta.
Aunque la invención ha sido aquí descrita a modo
de ejemplo en relación con lo que se considera actualmente como las
realizaciones más preferidas, es evidente para los entendidos en
esta materia que se pueden realizar numerosas modificaciones y
combinaciones de las realizaciones reveladas. De este modo, la
invención cubre varias otras aplicaciones incluidas dentro del
alcance de la invención según se define en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (22)
1. Procedimiento de gasificación de un material
carbonado, comprendiendo dicho procedimiento las etapas
siguientes:
a) gasificar un material carbonado para producir
un gas en un reactor de gasificación de un sistema de
gasificación
b) descargar el gas producto, arrastrando las
cenizas, el carbón residual y los compuestos de alquitrán
gasificados a partir del reactor de gasificación hacia un canal del
gas producto;
c) refrigerar el gas producto descargado desde el
reactor de gasificación, siendo el gas refrigerado dentro del canal
de gas producto, de modo que los compuestos del alquitrán sean
condensados bajo una forma líquida predispuesta para pegarse sobre
las superficies calientes del refrigerador de gas;
d) separar el material sólido que contiene
partículas de cenizas y el carbón residual del sistema de
gasificación y
e) guiar el material sólido separado del sistema
de gasificación hacia un reactor para cenizas y proporcionar un gas
que contenga oxígeno al reactor para las cenizas, de forma que el
carbón residual del material sólido reaccione con el oxígeno y que
sean generadas partículas de cenizas y de los gases de
evacuación;
caracterizado porque dicho procedimiento
comprende, además, una etapa consistente en
f) guiar las partículas de cenizas a partir del
reactor para cenizas a lo largo de un canal de encaminamiento hacia
el refrigerador de gas o corriente arriba del refrigerador de gas,
de forma que aumente el contenido en cenizas del gas producto y que
disminuya la adherencia de los compuestos de alquitrán de
condensación sobre las superficies calientes del refrigerador de
gas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en la etapa f) las partículas de cenizas
son guiadas a partir del reactor para cenizas hacia la parte
superior del reactor de gasificación o hacia el canal de gas
producto.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en la etapa f) las partículas de cenizas
son guiadas a partir del reactor para cenizas hacia el canal de gas
producto.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en la etapa d) las partículas de cenizas
y el material sólido, que contiene carbono residual, son separados
del gas producto.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el reactor para cenizas es un reactor de
lecho fluidizado y porque, en la etapa f) el gas de evacuación
procedente del reactor para cenizas y las partículas de cenizas
arrastradas con dicho gas son guiadas hacia el refrigerador de gas o
hacia corriente arriba del refrigerador de gas.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque la parte más gruesa de las partículas de
cenizas arrastradas con el gas de evacuación del reactor para
cenizas es separada del gas de evacuación y porque, en la etapa f),
el resto de las partículas de cenizas arrastradas con el gas de
evacuación del reactor para cenizas es guiado con el gas de
evacuación hacia el refrigerador de gas o hacia corriente arriba
del refrigerador de gas.
7. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la temperatura del reactor para cenizas
se ajusta controlando la cantidad de cenizas a guiar hacia el
refrigerador de gas o hacia corriente arriba del refrigerador de
gas.
8. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, en la etapa f), las partículas de
cenizas son refrigeradas en el canal de encaminamiento.
9. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, en la etapa e) el carbono residual del
material sólido es quemado en el reactor para cenizas.
10. Dispositivo para gasificar un material
carbonado, comprendiendo dicho dispositivo un sistema de
gasificación, que incluye un reactor de gasificación, un canal de
gas producto conectado con un reactor de gasificación, un
refrigerador de gas dispuesto en dicho canal de gas producto y
medios para separar el material sólido que contiene carbón residual
desde el sistema de gasificación, comprendiendo también un reactor
para cenizas, que dispone de medios para tratar el carbón residual
procedente de las cenizas con oxígeno y medios para guiar el
material sólido separado del sistema de gasificación, hacia el
reactor para cenizas;
caracterizado porque el dispositivo
dispone de medios para guiar las partículas de cenizas tratadas
hacia el reactor para cenizas, del reactor para cenizas hacia el
refrigerador de gas o hacia corriente arriba del refrigerador de
gas.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque dispone de medios para guiar las
partículas de cenizas tratadas en el reactor para cenizas, desde el
reactor hacia la parte superior del reactor de gasificación o medios
para guiar las partículas de cenizas tratadas en el reactor para
cenizas, desde el reactor para cenizas hacia el canal de gas
producto.
12. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque comprende medios para guiar las
partículas de cenizas tratadas en el reactor para cenizas, desde el
reactor para cenizas hacia el canal de gas producto.
13. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque los medios que sirven para separar del
sistema de gasificación el material sólido que contiene partículas
de cenizas y el carbono residual dispone de un filtro de partículas
situado dentro del canal del gas producto.
14. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el reactor de gasificación es un
dispositivo de gasificación de lecho fluidizado.
15. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque el reactor de gasificación es un reactor
de lecho fluidizado circulante.
16. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el reactor para cenizas es un reactor de
lecho fluidizado.
17. Dispositivo según la reivindicación 16,
caracterizado porque el reactor para cenizas es un reactor de
lecho fluidizado circulante.
18. Dispositivo según la reivindicación 16,
caracterizado porque los medios que sirven para guiar las
partículas de cenizas tratadas en el reactor para cenizas desde el
reactor para cenizas hacia el refrigerador de gas o hacia corriente
arriba del refrigerador de gas tienen medios para guiar el gas de
evacuación del reactor para cenizas y las partículas de cenizas
arrastradas con dicho gas, desde el reactor para cenizas hacia el
refrigerador de gas o hacia corriente arriba del refrigerador de
gas.
19. Dispositivo según la reivindicación 18,
caracterizado porque los medios que sirven para guiar el gas
de evacuación del reactor para cenizas y las partículas de cenizas
arrastradas con el gas, desde el reactor para cenizas hacia el
refrigerador de gas o hacia corriente arriba del refrigerador de gas
comprenden medios para separar la parte más gruesa de las partículas
de cenizas del gas de evacuación.
20. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado porque los medios para separar la parte más
gruesa de las partículas de cenizas del gas de evacuación están
provistas de medios que sirven para eliminar una primera porción de
la parte más gruesa separada hacia una tolva para cenizas y que
sirve para reenviar una segunda porción hacia el reactor para
cenizas.
21. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque los medios que sirven para guiar las
partículas de cenizas del reactor para cenizas hacia el refrigerador
de gas o hacia corriente arriba del refrigerador de gas están
dotados de medios que sirven para refrigerar las partículas de
cenizas.
22. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el reactor para cenizas es una
instalación de combustión de cenizas.
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