ES2874597T3

ES2874597T3 - Sistema híbrido de lecho fluidizado de la tubería vertical para recogida, transporte y control de flujo de carbón

Info

Publication number: ES2874597T3
Application number: ES16743889T
Authority: ES
Inventors: Albert Tsang
Original assignee: Lummus Technology Inc; Lummus Technology LLC
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: EP3250662B1; KR20170120602A; CA2975325A1; EP3250662A4; CA2975325C; PL3250662T3; CN107532094A; US20160222306A1; JP2018507288A; PT3250662T; WO2016122984A1; AU2016211843A1; KR102023826B1; EP3250662A1; AU2016211843B2; CN107532094B; US10392572B2; JP6824173B2

Abstract

Un sistema de gasificación de un material carbonoso, que comprende: un reactor de gasificación (10) para la gasificación de un material carbonoso que produce una corriente de producto de cabeza que comprende carbón y gas de síntesis; un separador (50) para separar la corriente de producto de cabeza en una corriente de sólidos que comprende el carbón y una corriente de gas que comprende el gas de síntesis; y un sistema (120, 130, 140) para reciclar la corriente de sólidos al reactor de gasificación (10), comprendiendo el sistema de reciclado (120, 130, 140): un tubo vertical (120) que recibe la corriente de sólidos del separador (50) para generar un diferencial de presión a través de un lecho de carbón acumulado produciendo así una corriente de fondo que comprende carbón que tiene una presión mayor que la corriente de sólidos; un recipiente de contención (130) que recibe la corriente de fondo; un recipiente de distribución de lecho fluidizado (140) que recibe carbón del recipiente de retención (130) y está configurado para proporcionar un flujo continuo de carbón reciclado al reactor de gasificación (10); y un sistema de medición configurado para monitorear y controlar un flujo de carbón al reactor de gasificación, en el que el recipiente de retención (130) está dispuesto por encima del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema híbrido de lecho fluidizado de la tubería vertical para recogida, transporte y control de flujo de carbón

Campo de la descripción

La invención se refiere a un sistema de gasificación y procedimientos para convertir materiales carbonosos en productos gaseosos deseables, tales como gas de síntesis.

Antecedentes

Los procedimientos de gasificación se utilizan ampliamente para convertir materias primas sólidas o líquidas tales como carbón, coque de petróleo y residuos de petróleo en gas de síntesis (gas de síntesis). El gas de síntesis es una materia prima intermedia importante para la producción de productos químicos tales como hidrógeno, metanol, amoníaco, gas natural sintético o aceite de transporte sintético, o como gas combustible para la generación de energía.

Una práctica común para los procedimientos de gasificación es reciclar el carbón sin reaccionar de vuelta al reactor de gasificación utilizando un complejo sistema de tolvas de bloqueo, que generalmente incluye múltiples recipientes conectados en serie, donde cada recipiente puede presurizarse y despresurizarse individualmente. Estos sistemas se utilizan normalmente para transferir sólidos de un entorno de baja presión a un entorno de mayor presión. Sin embargo, debido a los ciclos frecuentes y las operaciones por lotes, las tolvas de bloqueo requieren mucho mantenimiento, lo que contribuye al alto coste de operar tal sistema. Además, existe un mayor coste de capital asociado con el uso de múltiples recipientes, válvulas e instrumentación. El consumo de gas, el reciclaje y la gestión para la presurización y despresurización de las tolvas de bloqueo es un factor adicional que se debe considerar.

Como alternativa a las tolvas de bloqueo, también se han utilizado válvulas rotativas para transferir sólidos desde un entorno de baja presión a un entorno de mayor presión. Sin embargo, el alto desgaste por erosión en el rotor, especialmente para aplicaciones que involucran sólidos abrasivos finos como carbón, es un problema serio.

El documento US 4032305 A describe un sistema de reacción de lecho fluidizado desde la zona superior del cual se extraen gas y material particulado fino y se entregan a un separador ciclónico. El separador ciclónico entrega el material particulado separado a través de un tubo vertical, opcionalmente aireado y que conduce una masa fluidizada lenta, a un lecho fluidizado lento. Un tubo vertical y un tubo en U conduce el material fino en la masa fluidizada lenta al fondo de la zona de una zona de lecho fluidizado rápido.

El documento US 3353925 A describe un reactor de línea de transferencia cilíndrico alargado dispuesto verticalmente y un recipiente regenerador cilíndrico dispuesto verticalmente que contiene un lecho turbulento fluidizado denso de partículas de catalizador finamente divididas. Los medios de separación de sólidos se utilizan para separar los sólidos de los gases de regeneración que salen del lecho fluidizado denso. Un dipleg se extiende desde los medios de separación de sólidos hacia abajo a través de la parte superior de un recipiente separador cilíndrico alargado dispuesto verticalmente dispuesto a lo largo del recipiente regenerador. Las partículas de catalizador regenerado se extraen del lecho fluidizado denso a través de un lecho sumergido interno del recipiente de regeneración y el catalizador regenerado se introduce en un tubo vertical provisto de una o más líneas de fluidización. El tubo vertical está provisto de una válvula de corredera accionada manualmente que se ajusta para suministrar aproximadamente la cantidad deseada de partículas de catalizador que se van a introducir en el reactor de la línea de transferencia.

El documento US 6457425 B1 describe un sistema para la combustión y eliminación de carbono residual dentro de las partículas de cenizas volantes en el que las partículas de cenizas volantes se alimentan a un lecho de partículas dentro de una cámara de reactor. Las partículas de cenizas volantes se someten a calor y aire motriz de manera que cuando las partículas de cenizas volantes pasan a través del lecho de partículas, se calientan a una temperatura suficiente para provocar la combustión del carbono residual dentro de las partículas. A continuación, las partículas de cenizas volantes se transportan en una fase diluida para su posterior combustión a través de la cámara del reactor lejos del lecho de partículas y se agotan hasta una captura de cenizas. A continuación, las cenizas volantes se separan del aire de escape que transporta las cenizas en su fase diluida, el aire se agota aún más y las partículas de cenizas volantes capturadas se alimentan a un acumulador de alimentación para reinyectarlas en la cámara del reactor o descargarlas para su posterior procesamiento.

Resumen de las realizaciones reivindicadas

Las realizaciones descritas en esta invención se refieren a un sistema de menor mantenimiento que se puede operar continuamente, a través del cual el caudal de carbón reciclado se puede medir y controlar con precisión, y que podrá transportar de manera eficaz y efectiva los sólidos desde un entorno de menor presión a un entorno de mayor presión.

El sistema de la invención y el procedimiento de la invención se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Otras realizaciones de los sistemas y del procedimiento se definen en las reivindicaciones dependientes. Otros aspectos y ventajas resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de flujo de procedimiento simplificado de un sistema de gasificación que incluye un sistema de reciclaje de carbón según las realizaciones descritas en esta invención.

La figura 2 es un diagrama de flujo de procedimiento simplificado de un sistema de gasificación que incluye un sistema de reciclado de carbón alternativo según realizaciones no reivindicadas descritas en esta invención.

Descripción detallada

En un aspecto, las realizaciones de esta invención se refieren a un procedimiento para la conversión de material carbonoso en gas de síntesis (gas de síntesis). En los procedimientos de gasificación de combustibles sólidos, una gran cantidad de partículas secas y parcialmente reaccionadas, llamadas carbón, pueden ser arrastradas al gas de síntesis producido en el reactor de gasificación. Este carbón, que puede incluir cenizas y carbono no convertido, debe separarse, transportarse y reciclarse de vuelta al gasificador para su consumo final, produciendo gas de síntesis y desechos adicionales. Por ejemplo, el carbón puede inyectarse de vuelta en el gasificador con un oxidante tal como aire u oxígeno a través de un quemador o quemadores. Es necesario controlar la proporción de carbón/oxidante de cada quemador para que el gasificador no funcione a una temperatura demasiado baja o demasiado alta. Una temperatura demasiado baja da como resultado una conversión incompleta del carbón, mientras que una temperatura demasiado alta puede dañar el revestimiento refractario del gasificador. Por lo tanto, se desea mantener un caudal de carbón constante de modo que se pueda añadir una cantidad precisa de oxidante a los quemadores. Esto se puede lograr con un sistema de reciclado híbrido de lecho fluido y tubería vertical como se describe en esta invención. A diferencia de las tolvas de bloqueo, que consisten en múltiples recipientes con ciclos frecuentes, los sistemas de reciclaje híbrido de lecho fluido de tubería vertical descritos en esta invención pueden aumentar la presión de una corriente de reciclaje de sólidos mientras mantienen ventajosamente un flujo continuo y medido. La capacidad de proporcionar un flujo continuo, medible y controlable proporciona varias ventajas al sistema, que se describen más adelante. Como se señaló brevemente anteriormente, como se usa en esta invención, el término "carbón" se refiere a partículas carbonosas no convertidas o parcialmente convertidas y partículas de ceniza que pueden permanecer arrastradas dentro de un efluente del reactor de gasificación.

Los sistemas y procedimientos para la gasificación de un material carbonoso según las realizaciones de esta invención incluyen un reactor de gasificación, o gasificador, para gasificar un material carbonoso para producir una corriente de producto que comprende gas de síntesis y carbón arrastrado. Los gasificadores útiles en las realizaciones de la presente invención pueden incluir gasificadores de una sola etapa o de múltiples etapas, tales como los de dos etapas que se describen a continuación, donde se introduce una alimentación carbonosa fresca en una sección superior del gasificador y se introduce carbón reciclado en una sección inferior del gasificador. La alimentación carbonosa puede estar en forma de sólidos finos pulverizados o partículas finas suspendidas en una suspensión de agua.

Se utiliza un separador, tal como un separador ciclónico, para separar el carbón arrastrado del gas de síntesis. El carbón arrastrado recuperado del separador, que puede incluir material carbonoso no convertido, se recicla al gasificador para la producción de gas de síntesis adicional. El gas de síntesis recuperado del separador también puede incluir una pequeña cantidad de carbón, y un segundo separador, tal como un separador ciclónico o un sistema de filtro, puede usarse para eliminar carbón adicional del gas de síntesis, donde el carbón adicional también puede reciclarse para el gasificador.

La dinámica del procedimiento da como resultado una caída de presión entre el reactor de gasificación y la salida de sólidos de los separadores. Como resultado, el reciclado del material carbonizado requiere un procedimiento para aumentar la presión para que el material carbonizado fluya de vuelta al reactor de gasificación. Las propiedades abrasivas del carbón, sin embargo, afectan a la fiabilidad de los sistemas que operan a través de presurización y despresurización, y generalmente no es deseable usar un sistema de suspensión líquida para reciclar el carbón, ya que las cantidades de líquido pueden afectar negativamente a las operaciones del reactor de gasificación y a la eficacia de conversión.

Se ha descubierto que los sistemas de reciclaje como se describen en esta invención, que incluyen una tubería vertical, proporcionan una presurización adecuada del carbón recuperado para facilitar el reciclaje al reactor de gasificación. Los tubos verticales, como se usan en esta invención, pueden incluir recipientes relativamente altos, de modo que la acumulación de carbón dentro del tubo vertical pueda producir una presión diferencial, donde el peso de las partículas acumuladas hace que la presión en la parte inferior del tubo vertical sea mayor que la presión en la parte superior del tubo vertical, facilitando la transferencia del carbón de vuelta al gasificador. Por ejemplo, los tubos verticales según las realizaciones de esta invención pueden tener una altura de 9,14 m (30 pies), 15,24 m (50 pies), 21,34 m (70 pies), 30,48 m (100 pies) o más, lo que proporciona una acumulación de presión de 20,68 m kPa (3 psi), 34,47 kPa (5 psi), 48,26 kPa (7 psi), 68,95 kPa (10 psi), 82,74 kPa (12 psi), 96,53 kPa (14 psi) o más, según sea necesario para el transporte de carbón a través del sistema de reciclaje. En algunas realizaciones, los tubos verticales según las realizaciones de esta invención pueden tener una altura suficiente para permitir una acumulación de presión en el intervalo de aproximadamente 20,68 kPa (3 psi) a aproximadamente 103,42 kPa (15 psi), tal como en el intervalo de aproximadamente 34,47 kPa (5 psi) a aproximadamente 62,05 kPa (9 psi).

La acumulación de presión requerida puede depender del sistema de gasificación que se utilice y de la presión diferencial necesaria para facilitar el transporte y la inyección de sólidos en el gasificador. Además, la acumulación de presión realizada puede depender de las propiedades del carbón, que a su vez puede depender del tipo de materia prima carbonosa que se procesa, las condiciones operativas (por ejemplo, temperatura y presión) dentro del reactor de gasificación, y el tamaño, la densidad de envasado, y porosidad de las partículas de carbón resultantes, entre otros factores.

El diseño general del sistema puede configurarse para una materia prima carbonosa consistente, o puede configurarse para operar con múltiples materias primas carbonosas. Por ejemplo, en comparación con un carbón de alta calidad, se puede alimentar un carbón de menor calidad a una etapa superior de un reactor de gasificación de dos etapas utilizando una suspensión de agua con un contenido relativamente alto de agua. Esto, a su vez, puede resultar en una temperatura de salida más baja en la parte superior de la zona de reacción superior y una cantidad significativamente mayor de carbón arrastrado para ser separado y reciclado, y dependiendo de las diferencias en los grados de carbón, podría resultar en hasta diez veces la cantidad de carbón reciclado. Los sistemas según las realizaciones de esta invención, que utilizan un tubo vertical, pueden proporcionar un reciclado eficaz, continuo y medible de carbón carbonizado a un reactor de gasificación. Por ejemplo, el carbón puede introducirse en una sección inferior de un reactor de gasificación de dos etapas, procesando la sección inferior solo carbón o una mezcla de carbón y material carbonoso. Las realizaciones de esta invención proporcionan la alimentación del carbón reciclado como una fase densa, con cantidades limitadas de medio de fluidización, tal como gas de síntesis, nitrógeno, dióxido de carbono u otros gases de fluidización adecuados. El dióxido de carbono, un subproducto recuperable del procedimiento de gasificación, puede usarse en realizaciones particulares.

Se prefiere el transporte en fase densa al transporte en fase diluida debido a la cantidad de gas necesaria para arrastrar los sólidos. Para un sistema de transporte de fase diluida, puede requerir 2 libras de gas de fluidización por libra de sólido, mientras que un sistema de fase sólida densa puede requerir solo 0,02 libras de gas de fluidización por libra del mismo sólido, para una diferencia de cien veces en la cantidad de gas requerido para arrastrar los sólidos. Además, la velocidad de transporte en un sistema de transporte de fase diluida supera los 12,19 m (40 pies) por segundo, mientras que puede ser inferior a 6,10 m (20 pies) por segundo en un sistema de fase densa. La alta velocidad de transporte en el sistema de fase diluida junto con los sólidos abrasivos arrastrados provoca graves problemas de erosión en el sistema de tuberías. Si el carbón reciclado es la alimentación principal a la cámara de reacción del gasificador, el enorme volumen de gas de arrastre asociado con un sistema de transporte de fase diluida que será alimentado con el carbón reciclado al gasificador hace que el sistema de transporte de fase diluida no sea práctico de usar. La capacidad de reciclar continuamente carbón al reactor de gasificación como una fase densa proporcionada por el tubo vertical puede proporcionar ventajosamente facilidad en el control del reactor y flexibilidad en la materia prima.

Con referencia ahora a la Figura 1, se ilustra un diagrama de flujo de procedimiento simplificado de un sistema de gasificación según las realizaciones de esta invención. Como se ilustra en la Figura 1, un reactor de gasificación 10 incluye una sección inferior del reactor 30 y una sección superior del reactor 40. La primera etapa del procedimiento de gasificación tiene lugar en la sección inferior del reactor 30 y la segunda etapa del procedimiento de gasificación tiene lugar en la sección superior del reactor 40. La sección inferior del reactor 30 define la zona de reacción de la primera etapa y, alternativamente, se denominará zona de reacción de la primera etapa. La sección superior del reactor 40 define la zona de reacción de la segunda etapa y, alternativamente, se denominará zona de reacción de la segunda etapa. Aunque se describen con respecto a un gasificador de dos etapas, las realizaciones descritas en esta invención pueden funcionar con otros gasificadores.

Según la realización representada en la Figura 1, la materia prima sólida se puede pulverizar (no se muestra) o triturar y suspender como en una suspensión de carbón y agua antes de entrar en el sistema. La corriente sólida pulverizada de material carbonoso en partículas, tal como carbón pulverizado o material carbonoso molido y en suspensión, tal como lodo de agua y carbón, se inyecta en la sección superior 40 del reactor de gasificación a través del dispositivo de alimentación 80 y/o dispositivos de alimentación adicionales (no mostrados). El material carbonoso entra en contacto con un gas de síntesis caliente, por ejemplo, a una temperatura entre 1260 °C (2300 °F) y 1593 °C (2900 °F), que se eleva desde la sección inferior del reactor de gasificación 30. El material carbonoso o de lodo se seca y una parte se convierte mediante pirólisis en gas de síntesis. Las reacciones de pirólisis y evaporación del agua son endotérmicas, por lo que la temperatura de la mezcla de material carbonoso y gas de síntesis disminuye a medida que la mezcla se desplaza hacia arriba a través de la sección superior del reactor 40. Para cuando el producto de la segunda mezcla, incluidas las partículas sólidas sin reaccionar (por ejemplo, carbón) y un producto gaseoso (por ejemplo, gas de síntesis), salgan de la parte superior de la sección superior del reactor 40, la temperatura del producto de la mezcla puede disminuir, por ejemplo, a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 204 °C (400 °F) a aproximadamente 1038 °C (1900 °F). Las temperaturas realmente utilizadas pueden depender de la materia prima y de la configuración particular del reactor.

El producto de la mezcla, incluidas las partículas sólidas arrastradas y un producto gaseoso, sale de la sección superior del reactor 40 y se envía a un separador ciclónico 50. El separador ciclónico 50 divide el producto de la mezcla en una corriente de producto sólido, que incluye las partículas sólidas sin reaccionar, y una corriente de producto gaseoso, dejando solo una pequeña fracción de finos sólidos residuales en la corriente de producto gaseoso. La corriente de producto sólido sale del separador ciclónico 50 a través de una salida 70.

El producto sólido recuperado del fondo del separador ciclónico 50 se alimenta a continuación a la parte superior del tubo vertical 120. Los sólidos se acumulan y se concentran dentro del tubo vertical 120. La altura de los sólidos acumulados en el tubo vertical da como resultado el aumento de presión en el fondo del tubo vertical. Los sólidos acumulados se transportan a continuación desde el fondo del tubo vertical 120 a un recipiente de retención 130 a través de la línea de flujo 125. Los sólidos acumulados se pueden transportar de forma continua o semicontinua en varias realizaciones, y se pueden transportar por gravedad o mediante transporte de fase densa con una cantidad mínima de gas de síntesis, dióxido de carbono o nitrógeno, por ejemplo, que puede introducirse a través de la línea de flujo 126.

El recipiente de retención 130 está dispuesto por encima de un recipiente de distribución de lecho fluidizado 140, y se utiliza para facilitar el transporte del carbonizado de vuelta al gasificador a través de las líneas de flujo 142 así como para facilitar la medición del caudal de carbón carbonizado al gasificador. Por ejemplo, el recipiente de retención 130 se puede abrir periódicamente para alimentar los sólidos en el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 para reciclar de vuelta a la sección inferior del reactor 30, donde se puede determinar un caudal de sólidos mediante una reducción en el volumen de partículas dentro del recipiente de distribución de lecho fluidizado 140, o un peso diferencial del recipiente de distribución de lecho fluidizado 140. Alternativamente, los medidores de flujo de sólidos disponibles comercialmente utilizados en las líneas 142 pueden usarse para medir el caudal de carbón reciclado, donde el recipiente de retención 130 puede facilitar la calibración periódica de medidores de flujo mediante la extracción de partículas dentro del recipiente de distribución de lecho fluidizado 140. El recipiente de retención 130, aunque está dispuesto sobre el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140, está soportado de forma independiente, de modo que los sólidos que se acumulan en el recipiente de retención 130 no afectan a la determinación del peso durante la extracción del recipiente de distribución de lecho 140 donde se requiere un peso diferencial.

El tubo vertical 120, que es un tramo de tubo a través del cual fluye el producto sólido por gravedad, puede usarse para transferir sólidos desde un área de baja presión, tal como el ciclón 50, a un área de mayor presión, tal como el reactor de gasificación 10. La presión disponible en la salida inferior del tubo vertical 120 depende de la altura del tubo vertical, la altura del nivel de sólidos en el tubo vertical, la característica del sólido (es decir, densidad, porosidad, distribución del tamaño de partículas, eficacia de envasado, etc.), y cuánto gas se arrastra en los sólidos, entre otros factores. Normalmente, con materiales carbonosos de tipo carbón, se puede esperar una acumulación de presión de aproximadamente 6,89-13,79 kPa (1 -2 psi) por cada 3,05 m (10 pies) de altura del tubo vertical. Por lo tanto, con un tubo vertical de 21,34 m (70 pies) de altura, la presión de los sólidos que salen del fondo del tubo vertical sería más alta en aproximadamente 48,26-96,53 kPa (7-14 psi) en relación con la parte superior del tubo vertical. Para un reactor de gasificación de dos etapas, como se muestra en la Figura 1, dependiendo de la caída de presión a través de la línea de transporte de sólidos, el quemador (o dispositivo de dispersión), el gasificador y el ciclón, la tubería vertical 120 puede tener una altura de al menos la mitad de la altura de la sección de reacción superior 40, por ejemplo, y en algunas realizaciones puede tener una altura al menos equivalente a la de la sección de reacción superior 40.

El recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 se usa para transportar y reciclar el carbón al fondo del reactor de gasificación 10 a través de una o más líneas de transporte 142 a uno o más dispositivos de dispersión 60 y/o 60a en la sección inferior del reactor 30. Un medio de fluidización, tal como nitrógeno o gas de síntesis alimentado a través de la línea de flujo 127, puede introducirse en el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 para fluidizar y transportar los sólidos. Normalmente, las longitudes y configuración de las líneas de transporte 142 entre el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 y los dispositivos de dispersión 60 y/o 60a se ajustan de modo que la caída de presión diferencial para cada línea sea la misma, para asegurar caudales similares en cada línea. La caída de presión en las líneas de transporte puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 6,89-13,79 kPa (1 -2 psi) por 3,05 m (10 pies) de tubería. La caída de presión a través de la línea de transporte se puede utilizar como un orificio de restricción incorporado para regular el caudal. Por lo tanto, al variar la densidad del lecho en el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 ajustando la cantidad de medio de fluidización, se puede regular el caudal de sólidos a través de las líneas, eliminando así la necesidad de una válvula de control de flujo que normalmente necesita una presión diferencial mucho mayor (por ejemplo, 68,95-103,42 kPa (10-15 psi)) para su funcionamiento. La caída de presión en un recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 de este tipo puede mantenerse muy baja. Combinando el tubo vertical 120, el recipiente de retención 130 y el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140, los sólidos se pueden transferir desde una presión más baja a una región de presión más alta sin el uso de tolvas de bloqueo.

La medición del caudal de sólidos mediante caudalímetros puede ser un desafío. Hay medidores de flujo usados en el campo que emplean un principio capacitivo para medir la densidad del medio sólido que fluye a través de la tubería y su velocidad de desplazamiento para calcular la tasa de flujo másico. Un medidor de flujo de este tipo no funciona bien para sólidos que no son muy conductores, tales como el material carbonoso y el carbón que tiene un contenido muy bajo de cenizas o minerales tal como el coque de petróleo. Por el contrario, los sistemas según las realizaciones en esta invención pueden incluir mediciones de flujo de sólidos mediante mediciones gravimétricas, tales como la pérdida de peso o la pérdida de volumen. Por ejemplo, el recipiente 140 de distribución de lecho fluidizado puede montarse en celdas de peso para controlar la tasa de pérdida de peso, o puede equiparse con sensores basados en radiación montados externamente para monitorear el nivel del lecho y por lo tanto, el cambio de volumen. Con el sistema de alimentación del recipiente 140 de distribución de lecho fluidizado, el material sólido se puede dosificar en el recipiente 140 de distribución de lecho fluidizado a través del recipiente 130 de retención de modo que se pueda controlar la pérdida de peso (y por lo tanto el caudal de carbón carbonizado al quemador). De manera similar, para un carbón de propiedades conocidas (densidad, densidad de envasado, etc.), la pérdida de volumen puede proporcionar una medición suficientemente precisa del caudal de sólidos reciclados. Los sistemas de la presente invención pueden incluir adicionalmente uno o más puertos de muestra para extraer muestras de carbón para determinar las propiedades del carbón.

Para combinar el tubo vertical 120 con el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140, el recipiente de retención 130 se utiliza para conectar y actuar como interfaz entre los dos sistemas. Este recipiente de retención 130 puede estar ubicado directamente en la parte superior del recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 y puede estar separado del recipiente de retención 130 mediante una válvula automática de apertura rápida de puerto completo, por ejemplo. La presión en el recipiente de retención 130 será la misma o ligeramente más alta que en el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140. Durante el funcionamiento, el sólido fluye desde el tubo vertical 120 hacia el recipiente de retención 130, con una válvula ubicada en la salida del recipiente de retención 130 inicialmente cerrado. Cuando el recipiente de retención 130 esté lleno, la válvula se abrirá y los sólidos en el recipiente de retención 130 se vacían en el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140. La válvula se cerrará entonces y se repetirá el ciclo. No es necesaria ninguna presurización o despresurización del recipiente de retención 130. El flujo de sólidos desde el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 a través de cada línea de transporte 142 y los respectivos quemadores (o dispositivos de dispersión) serán ininterrumpidos, incluso durante la transferencia de sólidos desde el recipiente de retención 130.

El caudal se puede controlar gravimétricamente mediante celdas de peso o volumétricamente mediante sensores basados en radiación instalados en el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140. El peso o volumen se restablece después de cada transferencia de sólidos desde el recipiente de retención 130, después de lo cual un peso diferencial o la pérdida de volumen a lo largo del tiempo puede usarse para determinar la velocidad de flujo de sólidos desde el recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 al gasificador 10. Alternativamente, como se indicó anteriormente, se puede instalar un medidor de flujo de sólidos en la salida del recipiente de distribución de lecho fluidizado 140 o en cada línea de transporte individual 142 desde el recipiente hasta los quemadores. Si el medidor de flujo de sólidos se usa para monitorear el caudal de sólidos de forma independiente, la válvula del fondo del recipiente de retención 130 puede dejarse abierta en todo momento, y los sólidos pueden fluir directamente desde el tubo vertical 120, a través del recipiente de retención 130 y hacia el interior del recipiente de distribución de lecho fluidizado 140. El recipiente de retención 130 y la válvula de fondo se usarán solo cuando se desee la calibración del medidor de flujo de sólidos, tal como una o dos veces al día o con la frecuencia que se desee.

A continuación, la corriente de producto sólido se recicla de vuelta a la sección inferior del reactor 30 del gasificador 10 a través de los dispositivos de dispersión 60 y/o 60a. Estos dispositivos mezclan los sólidos reciclados con oxidante gaseoso, tal como aire u oxígeno, durante la adición de los sólidos y oxidante a la primera etapa del reactor. El caudal de oxígeno o aire, y por tanto la temperatura del gasificador, puede basarse al menos en parte en el caudal de sólidos desde el recipiente 140 de distribución de lecho fluidizado al gasificador 10.

La corriente de producto sólido (que incluye principalmente carbón) reacciona con oxígeno en presencia de vapor sobrecalentado en la sección inferior del reactor 30 (o zona de reacción de la primera etapa) del reactor de gasificación 10. Estas reacciones exotérmicas elevan la temperatura del gas en la primera etapa entre 815 °C (1500 °F) y 1927 °C (3500 °F), por ejemplo. El gas de síntesis caliente producido en la sección inferior del reactor 30 fluye hacia arriba hasta la sección superior del reactor 40 donde entra en contacto con la materia prima sólida carbonosa o en suspensión. El contenido de agua se evapora y las partículas de la materia prima se secan y se calientan a una temperatura elevada mediante el gas de síntesis caliente, a continuación las partículas secas reaccionan con el vapor para generar CO e hidrógeno.

Con referencia de nuevo a la realización como se muestra en la Figura 1, la temperatura de la primera etapa es generalmente más alta que el punto de fusión de las cenizas. En consecuencia, las partículas de ceniza arrastradas se funden, se aglomeran y se convierten en un desecho fundido viscoso que fluye por los lados del gasificador para salir del reactor a través de la salida 20 del reactor y entrar en una cámara de enfriamiento rápido (no mostrada). El desecho se enfría con agua y finalmente se recoge como un producto de desecho sólido. El agua se alimenta como vapor a la sección inferior 30 del reactor de gasificación 10 a través de dispositivos de dispersión 60 y/o 60a, o mediante dispositivos de dispersión separados. El agua puede ser de tanques de almacenamiento (no mostrados) o de un servicio de agua.

En referencia además a la Figura 1, la corriente de producto gaseoso 52 que sale del separador ciclónico 50 puede incluir hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, humedad (vapor de agua), una pequeña cantidad de metano, sulfuro de hidrógeno, amoniaco, nitrógeno y una pequeña fracción de finos sólidos residuales. El producto gaseoso se introduce posteriormente en un dispositivo de filtrado de partículas 110, tal como un filtro ciclónico o filtros de vela, mediante el cual los finos sólidos residuales y las partículas se eliminan y reciclan de nuevo a la sección inferior 30 del reactor de gasificación 10, a través de la corriente 112. Alternativamente, los sólidos residuales se pueden alimentar al tubo vertical 120 para reciclarlos al reactor 10 de gasificación.

En ciertas realizaciones, como se ilustra en la Figura 1, el carbón reciclado alimentado a través de las corrientes 142, una corriente de un gas que contiene oxígeno alimentado a través de las corrientes 85 puede mezclarse o alimentarse por separado a través de una o más, y el vapor alimentado a través de las corrientes 87 puede entrar en la sección inferior del reactor de gasificación 30 a través de uno o más dispositivos de dispersión 60, 60a. Se pueden utilizar más de dos dispositivos de dispersión, por ejemplo, cuatro dispuestos a 90 grados de distancia. Los conjuntos de dispositivos de dispersión también pueden estar en diferentes niveles y no es necesario que estén en el mismo plano.

Haciendo referencia de nuevo a las realizaciones representadas en la Figura 1, la sección superior 40 del reactor sin combustión se conecta directamente a la parte superior de la sección 30 inferior del reactor encendido, de modo que los productos de reacción calientes se transportan directamente desde la sección inferior del reactor 30 a la sección superior del reactor 40. Esto minimiza las pérdidas de calor en los productos de reacción gaseosos y los sólidos arrastrados, aumentando así la eficacia del procedimiento.

Refiriéndose además a las realizaciones representadas en la Figura 1, los dispositivos de dispersión 60 y 60a proporcionan una alimentación dispersa de los sólidos particulados como el carbón. Los dispositivos de dispersión pueden ser del tipo que tiene un tubo central para los sólidos y un espacio anular que rodea el tubo central que contiene el gas de dispersión que se abre a una zona común de mezcla interna o externamente. Además, el dispositivo de alimentación 80 de la sección superior 40 del reactor sin combustión también puede ser similar a los dispositivos de dispersión descritos anteriormente.

Los materiales usados para construir el reactor de gasificación 10 pueden variar. Por ejemplo, las paredes del reactor pueden ser de acero y revestidas con una fibra aislante moldeable o cerámica o ladrillo refractario, tal como un ladrillo con alto contenido de cromo en la sección inferior del reactor 30 y un medio denso, tal como el que se usa en altos hornos y aplicaciones que no son de desecho en la sección superior del reactor 40, con el fin de reducir la pérdida de calor y proteger el recipiente del desecho fundido corrosivo y de alta temperatura, así como para proporcionar un mejor control de la temperatura. El uso de este tipo de sistema puede proporcionar una alta recuperación de valores caloríficos de los sólidos carbonosos utilizados en el procedimiento. Opcional y alternativamente, las paredes pueden estar sin revestimiento proporcionando un sistema de "pared fría" para la sección inferior del reactor encendido 30 y, opcionalmente, la sección superior no calentada 40. El término "pared fría", como se usa en esta invención, significa que las paredes se enfrían mediante una camisa de enfriamiento con un medio de enfriamiento, que puede ser agua o vapor. En tal sistema, el desecho se congela en la pared interior enfriada y por lo tanto protege las paredes metálicas de la camisa de enfriamiento contra la degradación por calor.

Las condiciones físicas de la reacción en la primera etapa del procedimiento en la sección inferior del reactor gasificador de desechos 30 se controlan y mantienen para asegurar una rápida gasificación del carbón a temperaturas que exceden el punto de fusión de la ceniza para producir un desecho fundido a partir de la ceniza fundida que tiene una viscosidad no superior a aproximadamente 25 Pa ■ s (250 poises). Este desecho se drena del reactor a través del orificio de grifo 20 y puede procesarse adicionalmente.

Las condiciones físicas de la reacción en la segunda etapa del procedimiento de gasificación en la sección superior 40 del reactor se controlan para asegurar una rápida gasificación y calentamiento de la materia prima carbonosa, y en algunas realizaciones pueden incluir el calentamiento del carbón por encima de su intervalo de plasticidad. Sin embargo, algunos reactores de gasificación de dos etapas pueden controlar las temperaturas en la sección superior del reactor 40 para que estén por debajo del intervalo de plasticidad del carbón. La temperatura de la sección inferior del reactor 30 se mantiene en un intervalo entre 815 °C (1500 °F) y 1927 °C (3500 °F), o puede mantenerse en un intervalo entre 1093 °C (2000 °F) y 1649 °C (3000 °F). Las presiones dentro tanto de la sección superior 40 del reactor como de la sección inferior 30 del reactor de gasificación 10 se mantienen a presión atmosférica a 6,90 MPag (1000 psig) o más. Las condiciones en la zona de reacción superior pueden afectar no solo al grado de reacción, sino también a las reacciones favorecidas y, por lo tanto, se debe tener cuidado al seleccionar las condiciones operativas, para proporcionar una mezcla de producto deseada a partir de una materia prima carbonosa particular.

Como se usa en esta invención, el término "gas que contiene oxígeno" que se alimenta a la sección inferior del reactor 30 se define como cualquier gas que contenga al menos un 20 por ciento de oxígeno. Los gases que contienen oxígeno pueden incluir oxígeno, aire y aire enriquecido con oxígeno, por ejemplo.

Se puede utilizar cualquier material carbonoso como materia prima para las realizaciones descritas en esta invención. En algunas realizaciones, el material carbonoso es carbón, que sin limitación incluye lignito, carbón bituminoso, carbón subbituminoso y cualquier combinación de los mismos. Los materiales carbonosos adicionales pueden incluir coque derivado de carbón, carbón carbonizado, residuo de licuefacción de carbón, carbón particulado, coque de petróleo, sólidos carbonosos derivados de pizarra bituminosa, arenas alquitranadas, brea, biomasa, lodo de alcantarillado concentrado, trozos de basura, caucho y mezclas de los mismos. Los materiales ejemplificados anteriormente pueden estar en forma de sólidos triturados.

Cuando el coque de carbón o petróleo es la materia prima, se puede pulverizar y alimentar como un sólido seco o molido y en suspensión en agua antes de agregarlo a la sección superior del reactor. En general, se puede utilizar cualquier material carbonoso finamente dividido, y se puede emplear cualquiera de los procedimientos conocidos para reducir el tamaño de partícula de los sólidos particulados. Ejemplos de tales procedimientos incluyen el uso de molinos de bolas, varillas y martillos. Aunque el tamaño de las partículas no es crítico, las partículas deben ser lo suficientemente pequeñas para permitir el arrastre de las partículas en la corriente de gas. Se prefieren las partículas de carbono finamente divididas para mejorar la reactividad. Es típico el carbón en polvo que se utiliza como combustible en las centrales eléctricas alimentadas con carbón. Tal carbón tiene una distribución de tamaño de partícula de forma que el 90 % (en peso) del carbón pasa a través de un tamiz de malla 200. También se puede usar un tamaño más grueso de tamaño de partícula promedio de malla 100 para materiales más reactivos, siempre que se pueda preparar una suspensión estable y que no sedimente.

La realización descrita anteriormente con respecto a la Figura 1 incluye un aumento de presión a través de un tubo vertical seguido de un flujo continuo, controlable y medible a través de un recipiente de distribución de lecho fluidizado. La capacidad de proporcionar un aumento de presión así como un flujo continuo, controlable y medible también puede proporcionarse mediante un sistema de reciclado que tenga una tubería vertical parcialmente fluidizada, una realización de la cual se ilustra en la Figura 2 y se describe a continuación.

En referencia ahora a la Figura 2, donde números iguales representan partes iguales, se ilustra un diagrama de flujo de procedimiento simplificado de un sistema de gasificación, que puede ser capaz de funcionar continuamente, utilizando un tubo vertical para generar presión de cabeza para mover sólidos desde una presión más baja a una ambiente de mayor presión, y los sólidos del sistema se pueden alimentar a múltiples ubicaciones simultáneamente con tasas de flujo que se controlan con precisión. El sistema de reciclaje de carbón 15 incluye un recipiente de retención 200 en el que se vacían los sólidos de un separador ciclónico 50. Un tubo vertical parcialmente fluidizado 210 se coloca debajo del recipiente de retención 200, y pueden estar emitiendo múltiples líneas de transporte 143 desde la parte inferior del tubo vertical fluidizado.

El recipiente de retención 200 puede ser un recipiente de forma cónica con una capacidad de aproximadamente 15 30 minutos de almacenamiento de sólidos, por ejemplo. El recipiente de retención 200 puede estar separado del tubo vertical 210 parcialmente fluidizado mediante una válvula 212 de bloqueo de apertura rápida, por ejemplo, que puede controlarse a distancia. El tubo vertical 210 parcialmente fluidizado puede ser un recipiente cilíndrico vertical en el que los sólidos se mantienen y fluidizan con un medio gaseoso, tal como nitrógeno o gas de síntesis, introducido en el fondo del tubo vertical 210 parcialmente fluidizado a través de la línea de flujo 215. La altura del tubo vertical debe ser lo suficientemente alta para acumular un nivel de sólidos que genere suficiente presión de cabeza estática en la parte inferior del tubo vertical para transportar los sólidos al entorno de mayor presión (por ejemplo, el gasificador 10, tal como la sección de reacción inferior 30 del gasificador 10). El diámetro del tubo vertical parcialmente fluidizado debe ser lo suficientemente grande para que el movimiento de los sólidos en el tubo vertical 210 parcialmente fluidizado no se vea obstaculizado.

La parte inferior 218 del tubo vertical 210 parcialmente fluidizado puede estar equipada con un medio poroso o boquillas de distribución (no mostradas) a través de las cuales se introduce el gas fluidizante. La cantidad de gas fluidizante introducido a través de la línea de flujo 215 debe ser suficiente para fluidizar el medio de sólidos, pero minimizada para generar la presión de cabeza estática máxima en la parte inferior del tubo vertical parcialmente fluidizado a partir del peso de la columna de sólidos (carbón acumulado). Por ejemplo, dependiendo de las propiedades del carbón, una tubería vertical parcialmente fluidizada podría generar 6,89-13,79 kPa (1 -2 psi) de presión de cabeza por cada 3,05 m (10 pies) de sólidos en la tubería vertical. Como ejemplo particular, una tubería vertical parcialmente fluidizada de 60,96 cm (24 pulgadas) de diámetro y 21,34 m (70 pies) de altura diseñada para manejar un caudal de 2268 kg (5000 lb)/h de carbón pulverizado puede generar una diferencia de presión de 99,97 kPa (14,5 psi) entre la parte superior e inferior del tubo vertical parcialmente fluidizado.

Pueden disponerse múltiples tuberías de transporte 143 hacia el fondo del lecho de sólidos fluidizados, justo por encima del nivel donde se introduce el gas fluidizante, para transportar los sólidos a ubicaciones separadas, tales como los diferentes quemadores (o dispositivos de dispersión) 60, 60a en un gasificador. Los sólidos fluirán en un modo de fase densa a través de los conductos 143, y la velocidad de flujo en cada línea de transporte se puede variar y controlar de forma independiente ajustando una cantidad de gas de transporte introducido directamente en el flujo de sólidos a lo largo de cada tubería de transporte, por ejemplo a través de líneas de alimentación de gas de transporte 144. El caudal de sólidos en cada línea de transporte puede medirse mediante un caudalímetro másico de sólidos.

Durante el funcionamiento normal, una válvula de bola neumática 230 controlada a distancia entre el recipiente de retención 200 y el tubo vertical parcialmente fluidizado 210 puede dejarse abierta. Los sólidos del separador ciclónico fluyen a través del recipiente de retención 200 hacia el tubo vertical parcialmente fluidizado 210. El nivel de sólidos en el tubo vertical parcialmente fluidizado 210 se mantiene constante en la parte superior del tubo vertical equilibrando el flujo de salida desde la parte inferior del tubo vertical con el flujo entrante del separador ciclónico y recipiente de retención 200. La calibración de los medidores de flujo de sólidos se puede realizar de manera similar a la descrita anteriormente, cerrando temporalmente la válvula 230, donde se puede usar un volumen diferencial o un peso diferencial. Por ejemplo, tanto el recipiente de retención 200 como el tubo vertical parcialmente fluidizado 210 pueden estar equipados con un sensor radiométrico (basado en radiación) 240, 242, respectivamente, cada uno con una fuente de radiación 243, para medir un nivel de sólidos en los recipientes, sensores 240 y 242 que proporcionan una calibración del caudal de reducción de volumen, entre otras funciones, y el sensor 240 proporciona adicionalmente una indicación de nivel para concluir oportunamente las pruebas de calibración. El caudal de sólidos en las líneas de transporte que salen del fondo del tubo vertical 210 parcialmente fluidizado se puede ajustar variando la cantidad de gas de fluidización introducido en el tubo vertical 210 parcialmente fluidizado a través de la línea de flujo 215, variando el gas de transporte directamente añadido en las tuberías de transporte 143 a través de las líneas de flujo 144, o variando el nivel de sólidos en la tubería vertical parcialmente fluidizada 210.

La realización descrita anteriormente con respecto a la Figura 2 (no reivindicada), similar a la realización de la Figura 1, proporciona tanto una acumulación de presión como un transporte continuo de sólidos y, por lo tanto, tiene ventajas similares. La realización no reivindicada de la Figura 2 incluye un aumento de presión a través de un tubo vertical seguido de un flujo continuo, controlable y medible mediante la fluidización de la parte inferior del lecho de partículas dentro del tubo vertical parcialmente fluidizado.

Ventajosamente, los sistemas descritos en una o más realizaciones anteriores son capaces de funcionar de forma continua, podrán transportar los sólidos desde un entorno de presión más baja a un entorno de presión más alta sin operaciones de presurización y despresurización cíclicas como lo requiere el sistema de tolva de bloqueo de alto coste y propenso al mantenimiento. El caudal de sólidos también puede monitorizarse y controlarse con mayor precisión, proporcionando un mejor control del reactor en comparación con la alimentación de residuos resultante de los sistemas de presurización y despresurización. Los sistemas de transporte de carbón descritos en esta invención pueden proporcionar adicionalmente flexibilidad en el procedimiento de gasificación, permitiendo procesar una variedad más amplia de alimentaciones en comparación con otros sistemas de reactores de gasificación y manipulación de carbón.

Aunque la descripción incluye un número limitado de realizaciones, los expertos en la técnica, que se beneficien de esta descripción, apreciarán que pueden idearse otras realizaciones que no se aparten del alcance de la presente descripción. En consecuencia, el alcance debería estar limitado únicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de gasificación de un material carbonoso, que comprende:

un reactor de gasificación (10) para la gasificación de un material carbonoso que produce una corriente de producto de cabeza que comprende carbón y gas de síntesis;

un separador (50) para separar la corriente de producto de cabeza en una corriente de sólidos que comprende el carbón y una corriente de gas que comprende el gas de síntesis; y

un sistema (120, 130, 140) para reciclar la corriente de sólidos al reactor de gasificación (10), comprendiendo el sistema de reciclado (120, 130, 140):

un tubo vertical (120) que recibe la corriente de sólidos del separador (50) para generar un diferencial de presión a través de un lecho de carbón acumulado produciendo así una corriente de fondo que comprende carbón que tiene una presión mayor que la corriente de sólidos;

un recipiente de contención (130) que recibe la corriente de fondo;

un recipiente de distribución de lecho fluidizado (140) que recibe carbón del recipiente de retención (130) y está configurado para proporcionar un flujo continuo de carbón reciclado al reactor de gasificación (10); y

un sistema de medición configurado para monitorear y controlar un flujo de carbón al reactor de gasificación, en el que el recipiente de retención (130) está dispuesto por encima del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140).

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el reactor de gasificación (10) es un reactor de gasificación de dos etapas que incluye una sección de reacción inferior (30) y una sección de reacción superior (40), estando configurada la sección de reactor inferior (30) para quemar el carbón reciclado para formar un producto sólido que comprende desecho y un producto de vapor, y estando configurada la sección superior del reactor (40) para procesar el producto de vapor y una materia prima carbonosa nueva para producir la corriente de producto de cabeza.

3. El sistema de la reivindicación 1, en el que el reactor de gasificación (10) comprende además al menos un dispositivo de alimentación (80) para alimentar la materia prima carbonosa al reactor de gasificación (10) como una suspensión.

4. El sistema de la reivindicación 1, en el que el tubo vertical (120) está configurado para generar un diferencial de presión de al menos 20,68 kPa (3 psi) desde la parte superior del tubo vertical (120) hasta la parte inferior del tubo vertical (120).

5. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un segundo separador (110) para separar sólidos residuales de la corriente de gas.

6. El sistema de la reivindicación 5, que comprende además conductos de fluido (112) para alimentar los sólidos residuales recuperados en el segundo separador (110) al menos a uno del tubo vertical (120) y el reactor de gasificación (10).

7. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un dispositivo para mezclar carbón y al menos uno de nitrógeno y gas de síntesis cerca del fondo del tubo vertical (120).

8. El sistema de la reivindicación 1, en el que el tubo vertical (120) está configurado para funcionar continuamente sin funcionamiento cíclico de presurización y despresurización.

9. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además al menos una celda de peso para medir una disminución en el peso del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140) o un dispositivo basado en radiación para monitorear una disminución en el nivel y volumen de los sólidos en el recipiente de distribución de lecho fluidizado (140).

10. El sistema de la reivindicación 9, que comprende además un sistema de control configurado para ajustar un caudal de una corriente que contiene oxígeno al reactor de gasificación (10) basándose en un diferencial de peso medida del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140).

11. El sistema de la reivindicación 9, en el que el sistema de medición comprende un medidor de flujo de sólidos para medir un flujo de carbón reciclado desde el recipiente de distribución de lecho fluidizado (140) al reactor de gasificación (10).

12. El sistema de la reivindicación 11, en el que el medidor de flujo de sólidos se calibra en base a un diferencial de volumen o peso medido del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140).

13. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un dispositivo para fluidizar carbón con al menos uno de nitrógeno y gas de síntesis cerca de un fondo del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140).

14. Un procedimiento llevado a cabo en el sistema de la reivindicación 1 para gasificar un material carbonoso, comprendiendo el procedimiento:

gasificar un material carbonoso en un reactor de gasificación (10) para producir una corriente de producto de cabeza que comprende carbón y gas de síntesis;

separar la corriente de producto de cabeza que comprende carbón y gas de síntesis en un separador (50) en una corriente de sólidos que comprende el carbón y una corriente de gas que comprende el gas de síntesis; reciclar la corriente de sólidos en un sistema de reciclado (120, 130, 140) que comprende un tubo vertical (120), un recipiente de retención (130) y un recipiente de distribución de lecho fluidizado (140), mediante:

la alimentación de las corrientes de sólidos desde el separador (50) al tubo vertical (120);

la generación de un diferencial de presión acumulando carbón a través de un lecho en el tubo vertical (120), produciendo así una corriente de fondo que comprende carbón que tiene una presión mayor que la corriente de sólidos; la alimentación de la corriente de fondo al recipiente de contención (130);

la alimentación de carbón desde el recipiente de retención (130) al recipiente de distribución de lecho fluidizado (140), el suministro de un flujo continuo de carbón reciclado al reactor de gasificación (10) por medio del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140); y

la supervisión y el control del caudal del carbón que se recicla al reactor de gasificación (10),

en el que el recipiente de retención (130) está dispuesto por encima del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140).

15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la etapa de reciclaje comprende:

fluidizar una parte de la cantidad acumulada de carbón en el tubo vertical (120) con un medio de fluidización; y reciclar el carbón al reactor de gasificación (10).

16. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que las etapas de alimentación y reciclaje comprenden: alimentar el carbón de la corriente de sólidos a un tubo vertical (120);

transportar carbón desde el fondo del tubo vertical (120) a través del recipiente de retención (130) al recipiente de distribución de lecho fluidizado (140);

fluidizar el carbón dentro del recipiente de distribución de lecho fluidizado (140) con un medio de fluidización; y reciclar el carbón al reactor de gasificación (10).

17. El procedimiento de la reivindicación 14, que comprende además proporcionar un recipiente de procedimiento que contiene carbón y calibrar un medidor para medir el caudal mediante al menos uno de un diferencial de volumen y un diferencial de peso del recipiente de procedimiento que contiene carbón.

18. El procedimiento de la reivindicación 14, que comprende además ajustar un caudal de al menos uno de vapor, aire, oxígeno o aire enriquecido con oxígeno que se alimenta al reactor de gasificación (10) basándose en el caudal medido del carbón que se recicla al reactor de gasificación (10)