FI110266B - A method for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier - Google Patents
A method for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier Download PDFInfo
- Publication number
- FI110266B FI110266B FI990133A FI990133A FI110266B FI 110266 B FI110266 B FI 110266B FI 990133 A FI990133 A FI 990133A FI 990133 A FI990133 A FI 990133A FI 110266 B FI110266 B FI 110266B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fluidized bed
- gas
- gasifier
- gasification
- carbon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/482—Gasifiers with stationary fluidised bed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
- C10K1/024—Dust removal by filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
- C10K1/026—Dust removal by centrifugal forces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1693—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with storage facilities for intermediate, feed and/or product
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
- C10J2300/1823—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for synthesis gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
- C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
110266110266
Menetelmä hiilipitoisen polttoaineen kaasuttamiseksi leijukerroskaasuttimessaA method for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier
Keksinnön kohteena on menetelmä hiilipitoisen polttoaineen kaasuttamiseksi leijukerroskaasuttimessa, jossa menetelmässä kaasuttimeen syötetään polttoainetta ja 5 primääristä kaasutuskaasua ja kaasuttimesta poistetaan tuotekaasua, joka puhdistetaan erottamalla siitä hiiltä sisältävä kiintoainefraktio, joka syötetään edelleen happipitoisen kaasun kera toiseen leijukerrosreaktoriin, jonka tuottama kaasu johdetaan leijukerroskaasuttimeen sekundääriseksi kaasutuskaasuksi.The present invention relates to a process for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier, wherein the gasifier is supplied with fuel and the primary gasification gas is removed and the product gas is purified from the gasifier to be purified from the
Runsaasti haihtuvia komponentteja sisältäviä polttoaineita on mahdollista kaasuttaa 10 leijukerroksessa korkealla hiilikonversiolla, kun kaasutuslämpötila on riittävä, tyypillisesti yli 900 °C, ja tuotekaasuvirrasta syklonilla erotettu kiintoaines kierrätetään takaisin leijukerrokseen. Sen sijaan vähemmän haihtuvia komponentteja sisältävillä ja vähemmän reaktiivisilla polttoaineilla, kuten esim. kivihiilellä ja turpeella, jää hiilikonversio vastaavassa yksinkertaisessa leijutusprosessissa helposti alle 90 %:n. 15 Tuhkan sulamis- ja sintraantumisongelmien sekä ilmakaasutuksessa myös tuote-kaasun laadun heikkenemisen vuoksi hiilikonversion kasvattaminen kaasutusläm-pötilaa nostamalla ei ole käytännössä mahdollista.Fuels with high volatile components can be gasified in 10 fluidized beds with high carbon conversion at a sufficient gasification temperature, typically above 900 ° C, and the cyclone separated solids from the product gas stream are recycled to the fluidized bed. In contrast, with less volatile components and less reactive fuels, such as coal and peat, the carbon conversion in the corresponding simple fluidization process is easily below 90%. 15 Due to the problems of ash melting and sintering and the quality of the product gas in the air gasification process, increasing the carbon conversion by raising the gasification temperature is practically impossible.
Tunnetuissa U-GAS- (vrt. Mason, D.M., Patel, J.G., Fuel Processing Technology, 3 (1980), s. 181-206) ja KRW-prosesseissa ongelma on koetettu ratkaista luomalla • · :v.20 kaasutusreaktorin pohjalle muuta leijupetiä enemmän hapettava korkealämpötila-vyöhyke, jossa tuhka osittain sulaa, samalla kun ympäröivä peti toimii alemmassa • · ... lämpötilassa. Näin saatiin aikaan ns. agglomeroiva kaasutin (vrt. US-patenttijulkaisu ;;; 3 981 690), jossa reaktorin pohjalta voidaan poistaa selektiivisesti muuta petiä ;[,* runsaammin tuhkaa sisältäviä raskaita agglomeraatteja. Tämä menetelmä soveltuu ’·’ ‘25 kuitenkin parhaiten happi/höyrykaasutukseen, jossa hapen ja höyryn syöttömäärän ja syöttökohtien valinnalla pystytään luomaan tarvittavat vyöhykkeet. Ilmakaasu- • · :.' · · tuksessa vesihöyryn käyttöä rajoittaa kaasun lämpöarvon aleneminen ja lisäksi ilman ' avulla on vaikeampi luoda tarvittava korkealämpötilavyöhyke. Niin ikään tämän , ,·. menetelmän käyttö rajoittuu vain sellaisiin polttoaineisiin, joiden tuhka agglo- ;;;#30 meroituu. Fi-patenttijulkaisun 86075 mukaisen HTW-prosessin ja sitä edeltäneen ;· Winkler-kaasuttimen (Hebden, D., Stroud, H.J.F., Chemistry of Coal Utilization, :,·· M.A. Elliott, ed., 2. Suppl. Voi., J. Wiley & Sons, s. 1694-1696) kehityksessä taas : ' : havaittiin vaikeaksi saavuttaa riittävä yli 95 %:n konversio kaasuttimessa huolimatta pölyjen takaisin kierrätyksestä ja korkeassa lämpötilassa tapahtuvasta happi/höyry-35 kaasutuksesta. Niinpä syklonin ja suodattimen erottama pöly katsottiin paremmaksi 2 110266 polttaa kokonaan erillisessä polttolaitteessa. Monet erilaiset yritykset saavuttaa parempi konversio jo itse kaasuttimessa päättyivät tuloksettomina.In the known U-GAS (cf. Mason, DM, Patel, JG, Fuel Processing Technology, 3 (1980), pp. 181-206) and KRW processes, the problem has been solved by creating another fluidized bed at the base of the gasification reactor. a more oxidizing high-temperature zone where the ash partially melts while the surrounding bed operates at a lower temperature. This resulted in a so-called. an agglomerating carburettor (cf. U.S. Patent No. 3,981,690), in which other bed may be selectively removed from the bottom of the reactor; [, * heavy agglomerates containing more ash. However, this method is best suited to oxygen / vapor gasification, whereby the amount of oxygen and vapor feed and the feed points can be selected to create the necessary zones. Air • •:. ' · · In water, the use of water vapor is limited by the reduction of the calorific value of the gas and, moreover, air makes it more difficult to create the necessary high temperature zone. Also this,, ·. the use of this method is confined to fuels with ash agglo ;;; The HTW process of U.S. Patent No. 86075 and prior to it; · Winkler Carburettor (Hebden, D., Stroud, H.J.F., Chemistry of Coal Utilization; Wiley & Sons, pp. 1694-1696) again: ': it was found difficult to achieve sufficient conversion of more than 95% in the carburettor despite dust recycling and high temperature oxygen / vapor gasification. Thus, the dust separated by the cyclone and the filter was considered to be superior to 2 110266 burns in a separate incinerator. Many different attempts to achieve better conversion already in the carburetor itself ended in no avail.
US-patenttijulkaisusta 4 828 581 tunnetaan edelleen ns. Battelle Columbus -prosessi, jossa käytetään kahta rinnakkaista leijukerrosreaktoria kierrättämällä kuumaa pe-5 timateriaalia hapetusreaktorista kaasutusreaktoriin ja pitämällä kummankin tuote-kaasut toisistaan erillään. Tavoitteena on tuottaa keskilämpöarvoista tuotekaasua ilman hapen tarvetta. Tämän prosessin ongelmana on kuumien petimateriaalien siirron toteutus, mikä etenkin paineellisissa sovellutuksissa on hankalaa.U.S. Pat. No. 4,828,581 is further known as the so-called. Battelle Columbus process using two parallel fluidized bed reactors by circulating hot Fri-5 material from the oxidation reactor to the gasification reactor and separating the product gases of each. The aim is to produce medium-heat product gas without the need for oxygen. The problem with this process is the implementation of the transfer of hot bed materials, which is difficult especially in pressurized applications.
Toinen leijukerroskaasuttimien yleinen ongelma erityisesti rikkiä sisältävillä poltto-10 aineilla on se, että lentopöly sisältää pelkistävän kaasukehän takia ympäristössä epästabiileja yhdisteitä kuten kalsiumsulfidia, joka pitäisi hapettaa ennen ympäristöön sijoittamista.Another common problem with fluidized bed gasifiers, especially with sulfur-containing fuels, is that, due to the reducing atmosphere, airborne dust contains compounds that are unstable in the environment, such as calcium sulfide, which should be oxidized before being released into the environment.
US-patenttijulkaisussa 4 347 064 kuvataan kaasutusprosessi, jossa käytetään kahta leijukerrosreaktoria, joista kumpikin toimii kaasuttimena. Ensimmäisen reaktio-15 vaiheen kaasuuntumatonta hiilijäännöstä kaasutetaan toisessa vaiheessa korkeammassa lämpötilassa toiseen leijukerrosreaktoriin johdetulla hapen ja vesihöyryn seoksella, jossa hapen osuus on vähintään 30 ja yleensä 40-70 tilavuus-%. Julkaisussa suositellaan tuoreen polttoaineen syöttämistä myös toiseen kaasutusvai-heeseen, eli tarkoituksena on kaasutusreaktioiden ylläpitäminen rinnakkain kummas- • « . ‘.:20 sakin leijukerrosreaktorissa.U.S. Patent No. 4,347,064 describes a gasification process using two fluidized bed reactors, each of which functions as a gasifier. The non-gaseous carbon residue of the first reaction step 15 is gasified in a second step at a higher temperature with a mixture of oxygen and water vapor introduced into the second fluidized bed reactor, wherein the oxygen content is at least 30 and usually 40-70% by volume. The publication also recommends feeding fresh fuel to the second gasification step, that is, to maintain the gasification reactions side by side. '.: 20 in a fluidized bed reactor.
...: Keksinnön tarkoituksena on muodostaa parannettu leijukerroskaasutusprosessi, jolla • · edellä mainittuja, vähemmän haihtuvia aineita sisältäviä hiilipitoisia polttoaineita !!; voidaan kaasuttaa korkealla, yli 90 %:n ja edullisissa sovellutuksissa jopa yli 95 %:n hiilikonversiolla, samalla kun kaasutusprosessin kiinteästä jäännöksestä johtuvat ‘25 ympäristöongelmat vähenevät. Tunnusomaista keksinnön mukaiselle menetelmälle on se, että mainittua toista leijukerrosreaktoria käytetään hapettimena syöttämällä siihen stökiometrinen ylimäärä ilmaa siten, että tapahtuu syötetyn kiintoainefraktion ’... · sisältämän hiilen täydellinen konversio ja saadaan ylijäämähappea sisältävää kaasua, . joka johdetaan leijukerroskaasuttimeen kaasutuskaasuksi....: It is an object of the invention to provide an improved fluidized bed gasification process for: · the above-mentioned less volatile carbonaceous fuels !!; can be gasified at high, more than 90% and, in preferred applications, even more than 95% carbon conversion, while reducing the '25 environmental problems caused by the solid residue in the gasification process. The process according to the invention is characterized in that said second fluidized bed reactor is used as an oxidant by supplying to it a stoichiometric excess of air so that the carbon contained in the supplied solid fraction '... · is completely converted and a gas containing excess oxygen is obtained. which is introduced into the fluidized bed gasifier as gasification gas.
:..,:30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä leijukerroskaasuttimessa kaasuuntumatta jää-• nyt hiili saadaan hapetetuksi hiilimonoksidiksi ja/tai hiilidioksidiksi, joka palau- .···. tetaan kaasutukseen, jolloin prosessin hiilikonversio kasvaa olennaisesti. Hiilen ohella saadaan hapetetuksi myös muita tuotekaasuvirrasta erotettuja ympäristölle haitallisia kiinteitä komponentteja ennen niiden päätymistä prosessista poistettavaan 3 110266 tuhka-fraktioon. Saatavan tuhkan hiilipitoisuus on täten alhainen, eikä tuhkaan jää merkittäviä määriä ympäristölle myrkyllisiä komponentteja.: ..,: 30 In the process of the invention, the carbon that is not degassed in the fluidized bed gasifier is • converted to oxidized carbon monoxide and / or carbon dioxide, which is recovered. gasification, whereby the carbon conversion of the process is substantially increased. In addition to carbon, other environmentally harmful solid components separated from the product gas stream are oxidized before reaching the 3,110,266 ash fractions to be removed from the process. The resulting ash thus has a low carbon content and does not contain significant amounts of environmentally toxic components.
Keksinnön mukaisessa kiintoaineksen leijukerroshapetuksessa voi lisäksi tapahtua tuhkan osittaista agglomeroitumista, mikä helpottaa tuhkan erottumista kaasuttimeen 5 palautettavasta kaasuvirtauksesta.In addition, the fluidized bed oxidation of the solid according to the invention may undergo partial agglomeration of the ash which facilitates the separation of the ash from the gas stream returned to the carburettor 5.
Keksinnön mukaisessa leijukerroshapetuksessa vapautuvaa palamislämpöä voidaan hyödyntää ottamalla sitä, hapettunen lämpötilan säädön salliessa, talteen lämmön-vaihtimella suoraan hapettimesta tai kaasuttimen tuotekaasusta tapahtuvassa lämmön talteenotossa. Toisaalta hapettunen tuottaman sekundäärisen kaasutuskaasun 10 sisältämä hiilidioksidi ja vesihöyry voivat kaasuttimessa osaksi pelkistyä hiilimonoksidiksi ja vedyksi, jolloin nämä osaltaan lisäävät saatavan tuotekaasun poltto-arvoa.The combustion heat released in the fluidized bed oxidation of the invention can be utilized by recovering it, with the control of the oxidized temperature, by heat recovery directly from the oxidizer or from the gasifier product gas. On the other hand, the carbon dioxide and water vapor contained in the secondary gasification gas 10 produced by the oxidation may partially be reduced to carbon monoxide and hydrogen in the gasifier, thereby contributing to the combustion value of the resulting product gas.
Leijukerroshapettimeen hapettavaksi kaasuksi syötettävään ilmaan on mahdollista sekoittaa vesihöyryä hapettunen lämpötilan säätämiseksi. Hapettimessa vallitseva 15 lämpötila voi olla noin 800-900 °C, edullisimmin 800-850 °C, joka riittää kiintoaineksen sisältämän hiilen nopeaan hapetukseen ja jossa myös kiintoaineksen sisältämät pelkistyneet yhdisteet, kuten esim. CaS, varsin pitkälti hapettuvat. Hapettimesta voidaan edullisesti ottaa lämmönsiirrolla talteen ylimääräistä lämpöä lämpötilan pitämiseksi mainituilla optimialueilla.The air supplied to the fluidized bed oxidant as an oxidizing gas can be mixed with water vapor to control the oxidized temperature. The oxidant may have a temperature in the range of about 800 ° C to 900 ° C, most preferably 800 ° C to 850 ° C, sufficient for rapid oxidation of the carbon in the solid, and also the oxidized compounds in the solid, such as CaS, are quite oxidizable. Preferably, excess heat can be recovered from the oxidant by heat transfer to maintain the temperature within said optimum ranges.
:v;20 Leijukerroshapettimeen voidaan tarvittaessa syöttää sorbenttia rikin pidätyksen te-hostamiseksi sekä muita lisäaineita esim. tuhkan sulamisen estämiseksi. Osa hape-···. tuksesta jäljelle jäävästä tuhkasta voidaan poistaa leijukerroshapettimen pohjalta ja osa on erotettavissa hapettimesta kaasuttimeen johdettavasta kaasuvirrasta erillisellä erottimella, kuten syklonilla. Korkeamman ominaispainonsa ja mahdollisen osittai-v ‘25 sen agglomeroitumisen johdosta tuhka on nyt helpommin erottuvaa kuin kaasutti-mesta saadun tuotekaasuvirran runsaasti huokoista hiiltä sisältävät keveät tuhka-partikkelit.If necessary, a sorbent may be added to the fluidized bed oxidant to enhance the sulfur retention and other additives, e.g. to prevent melting of the ash. Part of the acid ···. the ash remaining from the digestion can be removed from the bottom of the fluidized bed oxidant and a portion can be separated from the oxidant into the gas stream to the carburettor by a separate separator such as a cyclone. Due to its higher specific gravity and its possible partial agglomeration, the ash is now more readily distinguishable than the light ash particles containing a high proportion of porous carbon from the product gas stream from the gasifier.
Keksinnön mukaisessa prosessissa kaasutettaviksi polttoaineiksi soveltuvat kivihiili, » » · ' ·: · * turve sekä kiinteät biopolttoaineet, kuten esim. puu. Leijukerroskaasuttimen primää-:: 30 risenä kaasutuskaasuna voidaan käyttää ilmaa. Kaasuttimen leijukerroksen muodos-: taa edullisesti oleellisesti paikallaan pysyvä, kupliva leijupeti, mutta myös kierto- .··*. petireaktorin käyttö kaasuttimena on mahdollista. Pedin leijuvat partikkelit muodos tuvat hienojakoisesta kiintoaineesta, kuten esim. hiekasta tai kalkista. Keksinnön mukaisesti leijukerroshapettimesta tuotava sekundäärinen kaasutuskaasu, jossa 4 110266 hiilen oksidien ja vesihöyryn ohella on ylimäärin käytetystä hapetusilmasta jäljelle jäänyttä happea, syötetään kaasuttimessa edullisimmin kuplivan leijupedin yläpuolelle. Kaasuttimesta saatava tuotekaasu voidaan johtaa ensin sykloniin, jonka kaasu-virrasta erottama karkeampi kiintoainefraktio palautetaan kaasuttimen leijupetiin, ja 5 sen jälkeen lämpöä talteenottavan lämmönvaihtimen kautta suodattimeen hienojakoisemman, keksinnön mukaisesti leijukerroshapettimella hapetettavan hiilipitoisen kiintoainefraktion erottamiseksi.In the process according to the invention, coal, coal, peat and solid biofuels, such as wood, are suitable for gasification. Air may be used as the primary gasification gas for the fluidized bed gasifier. The fluidized bed of the carburetor is preferably formed by a substantially stationary bubbling fluidised bed, but also by a circulating ·· *. the use of a bed reactor as a gasifier is possible. The floating particles of the bed are formed by a finely divided solid such as sand or lime. According to the invention, the secondary gasification gas supplied from the fluidized bed oxidant, which, in addition to the carbon oxides and water vapor, contains excess oxygen remaining in the oxidizing air used, is preferably supplied to the gasifier above the bubbling fluidized bed. The product gas from the carburettor may first be introduced into the cyclone, which has a coarse solids fraction separated from the gas stream, and returned to the fluidized bed of the carburettor, and thereafter through a heat recovery heat exchanger to the filter to provide a finer carbonated carboxylate.
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla aluksi oheiseen piirustukseen, joka on esimerkki keksinnön mukaista kaasutusprosessia sovel-10 tavasta laitteistosta.The invention will now be described in more detail with reference, first, to the accompanying drawing, which is an example of an apparatus for applying the gasification process of the invention.
Piirustuksen mukainen laitteisto käsittää leijukerroskaasuttimena toimivan pystysuuntaisen, lieriömäisen reaktioastian 1, joka on alaosastaan varustettu arinalla 2. Arinan 2 yläpuolella on oleellisesti stationääri, kupliva leijupeti 3, joka muodostuu hienojakoisista kierteistä partikkeleista, kuten hiekasta. Kuviossa on petimateriaalin 15 lisäys reaktioastiaan 1 merkitty nuolella 4, kaasutettavan polttoaineen syöttö nuolella 5, kaasutuskaasun syöttö nuolilla 6 ja 7, esim. siten, että nuoli 6 merkitsee kaasutusilmaa ja nuoli 7 vesihöyryä, sekä tuhkan poisto reaktioastiasta nuolella 8.The apparatus according to the drawing comprises a vertical cylindrical reaction vessel 1 acting as a fluidized bed gasifier, provided at its lower end with a grate 2. Above the grate 2 is a substantially stationary bubbling fluidised bed 3 consisting of fine-coiled particles such as sand. In the figure, the addition of bed material 15 to reaction vessel 1 is indicated by arrow 4, fuel to be gasified by arrow 5, gasification gas to be introduced by arrows 6 and 7, e.g., arrow 6 denotes gasification air and arrow 7 to water vapor, and ash removal from reaction vessel 8.
Leijupedin 3 yläpuolisesta tilasta 9, läheltä reaktioastian yläpäätä alkava kanava 10 johtaa kaasutuksessa syntyvän tuotekaasun sykloniin 11, joka erottaa kaasuvir- » · . ‘.:20 tauksesta karkeammat kiinteät partikkelit, jotka palautetaan kanavan 12 kautta kaa- | suttimen leijupetiin 3. Syklonista 11 tuotekaasu etenee kanavaa 13 myöten lämmön- :·*: vaihtimen 14 kautta hiukkaserottimeen 15, joka on esim. keraaminen suodatin. Suo- dattimen 15 erottama hienojakoisempi kiintoainefraktio poistuu kanavaan 16, ja ; . puhdistettu tuotekaasu jatkaa kanavaa 17 myöten haluttuun polttoainekäyttöön.From the space 9 above the fluidized bed 3, near the top of the reaction vessel, the conduit 10 leads to the product gas produced by gasification into a cyclone 11 which separates the gas stream. '.: Solid particles coarser than 20 backgrounds, which are returned via channel 12 to the gas from the cyclone 11, the product gas proceeds down the conduit 13 through the heat: · *: exchanger 14 to the particle separator 15, which is e.g. a ceramic filter. The finer solids fraction separated by the filter 15 exits into the channel 16, and; . the purified product gas continues down the duct 17 to the desired fuel use.
’·* ’25 Kanava 16 johtaa suodattimen 15 erottaman, runsaasti reagoimatonta hiiltä sisäl tävän hienojakoisen kiintoaineksen aluksi säiliöön 18, josta kiintoaines johdetaan joko kanavaa 19 myöten suoraan hapettimena toimivaan leijukerrosreaktoriin 20 tai kanavaa 21 myöten ensin välisäiliön 22 ja siitä edelleen leijukerrosreaktoriin 20, , jolloin osa kiintoaineksesta on mahdollista poistaa välisäiliöstä (nuoli 23). Leiju- II· ;L 30 kerroshapetin 20 muodostuu pystysuuntaisesta lieriömäisestä astiasta, joka on ala-;* osastaan varustettu arinalla 24. Arinan 24 yläpuolella on suurikokoisista, esim. hiek-•, · j kaa tai kalkkia olevista partikkeleista koostuva kupliva leijupeti 25 sekä sen yläpuo-linen tila 26. Leijukerroshapettimen 20 tarkoituksena on hapettaa suodattimen 15 tuotekaasuvirrasta erottaman hienojakoisen kiintoaineksen sisältämä hiili sekä muut 35 läsnä olevat, hapettuvat komponentit. Hapettavan kaasun, kuten ilman, syöttö on 5 110266 kuviossa osoitettu nuolella 27, optionaalinen vesihöyryn syöttö nuolella 28, petimateriaalin lisäys nuolella 29, mahdollinen pieni höyryn tai veden ruiskutus syntyvän savukaasun jäähdyttämiseksi nuolella 30 sekä tuhkan poisto nuolella 31. Hapetin 20 on myös varustettu lämmönvaihtimin 32 ja 33 hapetuslämpötilan säätä-5 miseksi optimaaliseksi, jolloin ylimääräinen lämpö on siirrettävissä esim. hyödynnettäväksi voimalaitoksen höyrypiirissä.The passage 16 first passes the fine non-reactive carbonaceous solid separated by the filter 15 into a tank 18 from where the solids are fed either downstream of channel 19 directly into the fluidized bed reactor 20 or through channel 21 first to the intermediate vessel 22 and further to the fluidized bed some of the solids can be removed from the intermediate tank (arrow 23). The fluidized bed 20 of the fluidized bed II 30 consists of a vertical cylindrical vessel partially provided with a grate 24. Above the grate 24 is a bubbling fluidized bed 25 of large particles, e.g. sand, lime or lime, and upper space 26. The purpose of the fluidized bed oxidant 20 is to oxidize the carbon contained in the finely divided solids separated by the filter 15 from the product gas stream, as well as the other oxidizing components present 35. The supply of oxidizable gas, such as air, is indicated by arrow 27, optional water vapor supply by arrow 28, addition of bed material by arrow 29, possible small injection of steam or water to cool the resulting flue gas by arrow 30, and ash removal by arrow 31. and 33 to optimize the oxidation temperature, whereby excess heat can be transferred, e.g., for use in the steam circuit of the power plant.
Leijukerroshapettimesta 20 saatava kaasu, joka hiilen oksidien ja vesihöyryn lisäksi voi hapetuksessa käytetyn ilmaylimäärän johdosta sisältää myös happea, johdetaan kanavan 34 kautta sykloniin 35, joka poistaa tuhkapartikkelit (nuoli 36) kaasuvir-10 rasta, joka johdetaan kanavaa 37 myöten leijukerroskaasuttimeen 1 sekundääriseksi kaasutuskaasuksi, kuvion mukaan reaktioastiaan leijupedin 3 yläpuoliseen tilaan 9.The gas from the fluidized bed oxidant 20, which, in addition to carbon oxides and water vapor, may also contain oxygen due to the excess air used in the oxidation, is led through channel 34 to cyclone 35, which removes ash particles (arrow 36) from the gas stream 10 through the fluidized bed according to reaction space 9 above the fluidized bed 3.
Piirustuksen kuvaamassa prosessissa kiinteä, partikkelimuotoinen polttoaine, esim. hiili, turve, puujäte tai niiden seos, pyrolysoituu kaasuttimessa 1 muodostaen tuote-kaasua, jossa palavina komponentteina on mm. hiilimonoksidia, vetyä ja hiilivetyjä. 15 Samalla syntyy jäännöshiiltä, jonka kaasutus on hitaampaa ja niinpä kaasuttimesta tuotekaasun mukana elutroituvat hiukkaset sisältävät vielä runsaasti reagoimatonta hiiliainesta. Suuresta hiilipitoisuudesta johtuen hiukkaset ovat melko keveitä, mistä johtuen vain suurimmat, tyypillisesti yli 10-20 μιη:η hiukkaset erottuvat tuotekaa-susta syklonilla 11. Syklonin 11 erottamat kaasuttimen leijupetiin 3 palautetut hiuk-. . 20 kaset reagoivat edelleen ja jauhautuvat viimein niin pieniksi, että kulkeutuvat syklo- ; nin läpi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei välttämättä tarvita lainkaan syklo- • ·* nin 11 ja kanavan 12 muodostamaa primäärikiertovaihetta, mutta primäärikierron ' ’ toteutus johtaa pienempään leijukerroshapettimeen 20, mikä usein on kustannus- *,. .· syistä optimaalista. Niin ikään on syntyvän tuotekaasun laadun kannalta hyödyllistä, I t » v :25 että kaasuttimen yläosassa on runsaasti hiili- ja tuhkapitoisia hiukkasia, jotka edisti’: tävät tervayhdisteiden hajoamista ja haluttujen tuotekaasukomponenttien, hiilimo noksidin ja vedyn muodostumista.In the process illustrated in the drawing, solid particulate fuel, e.g. coal, peat, wood waste or a mixture thereof, is pyrolysed in the carburettor 1 to form product gas with combustible components, e.g. carbon monoxide, hydrogen and hydrocarbons. 15 At the same time, residual carbon is produced, the gasification of which is slower, and thus the particles that are elutriated from the gasifier with the product gas still contain a large amount of inert carbon. Due to the high carbon content, the particles are relatively light, which results in only the largest particles, typically over 10-20 μιη: η, being separated from the product gas by cyclone 11. The particles separated by the cyclone 11 back into the fluidized bed 3. . The cartridges continue to react and finally grind so small that they are cycloidal; through. The process of the invention does not necessarily require the primary cycle of cyclone 11 and channel 12, but the implementation of the primary cycle '' results in a smaller fluidized bed oxidant 20, which is often costly. · Optimal reasons. It is also advantageous for the quality of the product gas produced that the carburettor has a high content of carbon and ash particles at the top which promotes the decomposition of the tar compounds and the formation of the desired product gas components, carbon monoxide and hydrogen.
• · ·• · ·
Syklonin 11 jälkeen tuotekaasu kulkee läpi lämmönvaihtimen 14, jossa kaasun ·;·* lämpötila alennetaan tyypillisestä kaasutuslämpötilasta (800-1000 °C) tasolle ; :':30 300-550 °C. Samalla tuotekaasussa olevat metallihöyryt (esim. alkalimetallit) kon- densoituvat ja ovat poistettavissa hiukkasten poiston yhteydessä. Hiukkaset poiste-. ·. taan esim. keraamisilla suodattimilla 15, jolloin prosessista poistuva tuotekaasu 17 •;;,: on puhdasta ja soveltuu esimerkiksi kaasuturbiinin polttoaineeksi. Erotettu runsaasti '···' hiiliainesta sisältävä pöly voidaan johtaa suoraan leijukerroshapettimeen 20 tai 35 vaihtoehtoisesti voidaan jossakin ajotilanteessa kerätä kaikki tai osa suodattimen erottamasta pölystä välisäiliöön 22 ja syöttää hapettimeen myöhemmin.After cyclone 11, the product gas passes through a heat exchanger 14 whereby the temperature of the gas ·; · * is lowered from a typical gasification temperature (800-1000 ° C) to a level; M.p .: 30-300-550 ° C. At the same time, metal vapors (e.g., alkali metals) in the product gas are condensed and can be removed in connection with the removal of particles. Particulate matter removal. ·. for example, ceramic filters 15, whereby the product gas 17 leaving the process is clean and suitable, for example, as a gas turbine fuel. The separated '···' carbonaceous dust may be introduced directly into the fluidized bed oxidant 20 or 35, alternatively, in some driving situations, all or part of the filter-separated dust may be collected in the intermediate container 22 and subsequently fed to the oxidant.
6 110266 Pölynpoistolinjan 23 kautta on myös mahdollista poistaa pölyä järjestelmästä esimerkiksi häiriö- ja alasajotilanteissa.6 110266 It is also possible to remove dust from the system via the dust extraction line 23, for example in the event of disturbances or shutdowns.
Hapettunen 20 olosuhteet säädetään ilma-, vesihöyry- ja pölysyöttöä säätämällä sellaisiksi, että pölyn sisältämä hiiliaines hapettuu hiilen oksideiksi. Koska hieno-5 jakoisen hiiliaineksen hapettumisreaktiot ovat huomattavasti nopeampia kuin kaasut-timessa 1 vallitsevat kaasutusreaktiot, tapahtuu hapettimessa täydellinen hiilen konversio jo käytettävissä olevan muutaman sekunnin viipymäajan puitteissa. Leijuker-roksen ansiosta hapettunen lämpötila pysyy vakaana ja lämmön- ja aineensiirto on tehokasta. Suodattimen 15 erottama kaasutusprosessin pöly sisältää hiiliaineksen 10 ohella myös muita pölyn jatkokäytön tai loppusijoituksen kannalta ongelmallisia aineita, kuten kalsiumsulfidia ja muita ympäristössä epästabiileja tai myrkyllisiä yhdisteitä. Hapetuksen yhteydessä myös nämä yhdisteet hapettuvat ja syklonilla 35 poistettava pöly muistuttaa tavanomaisen polttolaitoksen lentopölyä. Hapettimen lämpötila säädetään halutuksi (edullisesti noin 800-900 °C) joko käyttämällä runsas-15 ta ilmaylimäärää ja/tai vesihöyrysyöttöä tai poistamalla optionaalisen patjaläm-mönvaihtimen 32 avulla osa palamisessa kehittyvästä lämmöstä esimerkiksi voimalaitoksen höyrypiirissä hyödynnettäväksi. Viimeksi mainitussa tapauksessa hapetinta voidaan käyttää lähempänä stökiometrisen palamisen ilmakerrointa, jolloin kaasut-timeen johdettavan savukaasun happipitoisuus on tyypillisesti 1-5 %. Syklonin 35 20 toimintakyky perustuu siihen että hapettimesta 20 poistuvat tuhkahiukkaset ovat sel-västi raskaampia kuin kaasuttimesta 1 elutroituvat huokoiset hiilipitoiset hiukkaset.The conditions for the oxidized 20 are controlled by adjusting the air, water vapor and dust feed so that the carbon material contained in the dust is oxidized to carbon oxides. Because the oxidation reactions of the fine-5 split carbon material are significantly faster than the gasification reactions in the gasifier 1, complete oxidation of the carbon occurs within the oxidation time of a few seconds already available. Thanks to the fluidized bed, the oxidized temperature remains stable and heat and material transfer is efficient. Dust from the gasification process separated by the filter 15 contains not only carbon material 10 but also other substances of concern for further use or disposal of the dust, such as calcium sulfide and other environmentally unstable or toxic compounds. In the course of oxidation, these compounds also oxidize and the dust removed by cyclone 35 resembles that of a conventional incinerator. The oxidizer temperature is adjusted to the desired temperature (preferably about 800-900 ° C), either by using a generous amount of air and / or water vapor supply or by removing some of the heat generated by combustion with the optional mattress heat exchanger 32 for use in the steam circuit of the power plant. In the latter case, the oxidant can be used closer to the stoichiometric combustion air coefficient, whereby the oxygen content of the flue gas introduced into the gasifier is typically 1-5%. The performance of cyclone 35 20 is based on the fact that the ash particles leaving the oxidizer 20 are clearly heavier than the porous carbonaceous particles eluting from the carburizer 1.
: ‘ · *; Lisäksi hapettimessa voi tapahtua tuhkan osittaista agglomeroitumista.: '· *; In addition, partial agglomeration of the ash may occur in the oxidizer.
' ‘ Hapettimesta 20 kaasuttaneen patjan 3 yläpuoliseen tilaan 9 johdettu kuuma savu- * - ·' kaasu toimii sekundäärikaasutuskaasuna, jonka sisältämä happi reagoi kaasuttimessa :: : 25 nopeasti palavien yhdisteiden kanssa. Korkeassa lämpötilassa myös hiilidioksidi ja v ·* vesihöyry osallistuvat kaasuttimessa tapahtuviin kaasutusreaktiohin ja muuntuvatThe hot flue gas introduced from the oxidant 20 to the space 9 above the mattress 3 serves as a secondary gasification gas, the oxygen in which reacts with the rapidly flammable compounds in the gasifier. At high temperature, carbon dioxide and v · * water vapor also participate in the gasification reactions in the carburettor and
osittain hiilimonoksidiksi ja vedyksi. Kun hapetinta käytetään alle 850-880 °Cpartly to carbon monoxide and hydrogen. When the oxidant is used below 850-880 ° C
:*·.· lämpötilassa, reagoivat myös alkalimetallit pääosin kondensoituneiksi tuotteiksi t ·*·. (lähinnä alkalisulfideiksi), jotka voidaan poistaa syklonilla hiukkasten poiston *, 30 yhteydessä. Tarvittaessa voidaan hapettimesta poistuvaa savukaasua jäähdyttää • « · ’;;; ’ optionaalisella lämmönvaihtimella 33 tai pienellä höyry- tai vesiruiskutuksella 30.At the temperature, the alkali metals also react mainly as condensed products t. (mainly to alkali sulphides) which can be removed by cyclone in conjunction with particle removal *, 30. If necessary, the flue gas leaving the oxidant can be cooled • «· ';;; 'With optional heat exchanger 33 or small steam or water injection 30.
. L Leijukerrosreaktorien 1, 20 leijupedit 3, 25 pidetään halutun suuruisina poistamalla tarpeen mukaan reaktorien pohjalta karkeaa tuhkaa 8, 31 ja lisäämällä tarvittaessa ·*·’ patjaan hiekkaa, kalkkia tai muuta valittua patjamateriaalia. Pienellä patjamate-35 riaalin vaihdolla vältetään myös tarttuvien tuhka-agglomeraattien kerääntyminen reaktorien leijukerroksiin.. L The fluidized beds 3, 25 of the fluidized bed reactors 1, 20 are kept to the desired size by removing coarse ash 8, 31 from the bottom of the reactors as necessary and adding sand, lime or other selected mattress material to the mattress. A small change of mattress material-35 also avoids the accumulation of sticky ash agglomerates in the fluidized beds of the reactors.
7 1102667 110266
Keksinnön mukaisen menetelmän toimivuus on todettu seuraavien esimerkkien mukaisissa kokeissa, joissa bitumista kivihiiltä ja hiilen ja puun seosta on kaasutettu 0,34 MPa:n paineessa toimineella laitteistolla. Kun vastaavia polttoaineoksia kaasutettiin ilman keksinnön mukaista hapetusreaktoria, jäi polttoaineen sisältämän alku-5 ainehiilen konversio kaasumaisiksi tuotteiksi tasolle 75-90 %, vaikka kokeissa käytettiin erittäin korkeita, tuhkan sintraantumisen kannalta ongelmallisia kaasutus-lämpötiloja.The performance of the process according to the invention has been demonstrated in experiments according to the following examples, in which bituminous coal and a coal-wood mixture have been gasified using equipment operating at a pressure of 0.34 MPa. When similar fuels were gasified without the oxidation reactor according to the invention, the conversion of elemental carbon contained in the fuel into gaseous products remained at a level of 75-90%, although very high gasification temperatures, which are problematic for ash sintering, were used.
Esimerkki 1Example 1
Kaasuttimen polttoaineena käytettiin pelkästään bitumista kivihiiltä. Kuumasuo-10 dattimen erottamasta hiilipitoisesta pölystä hapettuneen syötettiin n. 55 p-%. Hapettunen petilämpötilaksi säädettiin n. 940 °C. Hapetusreaktorin petimateriaali oli kalkkikiven ja hiekan seos suhteessa 1:1. Hapettunen jälkeisen syklonin erottaman syk-lonipölyn hiilipitoisuus oli 0,55 %, kun hapettimelle syötetyssä suodattimen erottamassa pölyssä hiiltä oli 65,1 %. Hapettuneen syötetyn suodatinpölyn konversio oli 15 siis lähes täydellinen. Koska kaikkea pölyä ei kierrätetty, jäi syötetyn kivihiilen kokonaiskonversio 92,4 %:iin. Tämäkin on kuitenkin yli 10 %-yksikköä korkeampi kuin tavanomaisessa kaasutuksessa samalla hiilellä saavutettu konversio. Jakson aikana mitattiin kuumasuodattimen jälkeen kaasuttimen tuotekaasun sisältämien höyrymäisten alkalimetallien pitoisuudet (Na, K) sekä rikkiyhdisteet (H2S, COS). •.*.20 Höyrymäisiä alkalimetalleja oli yhteensä alle 0,05 ppm (m) ja H2S 220 ppm (til) !. ! sekä COS noin 20 ppm (til). Käytännössä tämä osoitti sen, ettei rikkiä ja alkali- ' metalleja sisältävän pölyn takaisinkierrätys nostanut suodatetun tuotekaasun sisäl tämien epäpuhtauksien tasoa alkalimetallien tai rikin osalta vaan ne saatiin sidottua ’ · · · * syklonipölyyn ja poistettua prosessista.The only fuel used in the carburettor was bituminous coal. About 55 wt.% Of the carbonaceous dust separated by the heat filter was fed. The oxidized bed temperature was adjusted to about 940 ° C. The bed material of the oxidation reactor was a 1: 1 mixture of limestone and sand. The carbon content of the cyclone dust separated by the post-oxidation cyclone was 0.55%, while the filter-separated dust fed to the oxidant had carbon content of 65.1%. Thus, the conversion of the oxidized feed filter dust was almost complete. Since not all the dust was recycled, the total conversion of the fed coal remained at 92.4%. However, this too is more than 10 percentage points higher than the conversion achieved with the same coal in conventional gasification. During the period, after the hot filter, concentrations of the vaporous alkali metals (Na, K) and sulfur compounds (H2S, COS) contained in the product gas of the carburettor were measured. The total volatile alkali metals were less than 0.05 ppm (m) and H2S was 220 ppm (vol). ! and a COS of about 20 ppm (vol). In practice, this indicated that the recycling of dust containing sulfur and alkali metals did not increase the level of impurities contained in the filtered product gas with respect to alkali metals or sulfur, but were captured and removed from the cyclone dust.
« · · • · · • · · . *: *; 25 Esimerkki 2«· · • · · · ·. *: *; Example 2
Kaasuttimen polttoaineena käytettiin 58 p-% sahanpurua ja 42 p-% bitumista kivi-’. * *: hiiltä. Kaasuttimen kuumasuodattimen erottama hiilipitoinen pöly kierrätettiin koko- naisuudessaan hapettuneen (100 %:n takaisinkierrätys). Hapettunen petimateriaali . oli sama kuin esimerkissä 1 ja pedin lämpötila pidettiin 895 °C:ssa. Hapettunen syk- ,···. 30 Ionin erottaman pölyn hiilipitoisuus oli 0,25 p-%, kun hapettimeen syötetyn kuuma-’ i * suodattimen erottaman pölyn hiilipitoisuus oli 57,4 p-%. Hiilen konversio kaasuiksi : oli kaasuanalyysin avulla laskettuna 96 % ja systeemistä poistettujen kiintoai- » * · (,.1 nevirtojen hiilisisällön avulla laskettuna yli 99 %. Vastaavassa tavanomaisessa puun ja hiilen seoskaasutuksessa on päästy tasolle 82-87 %. Koeajojakson aikana tehtiin 8 110266 vastaavat mittaukset kuin edellisen kokeen aikana: höyrymäiset alkalimetallit (Na ja K yhteensä) alle 0,05 ppm (m), H2S 210 ppm (til) ja COS 20 ppm (til).58% by weight of sawdust and 42% by weight of bituminous rock were used as fuel for the carburettor. * *: carbon. The carbonaceous dust separated by the carburettor heat filter was completely recycled to oxidized (100% recycle). Oxidized bed material. was the same as in Example 1 and the bed temperature was maintained at 895 ° C. Oxidized heart rate, ···. The carbon content of the ion-separated dust was 0.25 wt.%, While the carbon-separated content of the hot filter applied to the oxidant was 57.4 wt.%. Conversion of carbon to gas: 96% calculated by gas analysis and more than 99% based on the carbon content of the solids removed from the system. The corresponding conventional gas and wood gasification has achieved levels of 82-87%. During the test period measurements as in the previous experiment: vaporous alkali metals (total Na and K) less than 0.05 ppm (m), H2S 210 ppm (vol) and COS 20 ppm (vol).
Esimerkki 3 Tässä kokeessa hapettimelle syötettiin enemmän kuumasuodinpölyä kuin proses-5 sissa syntyi koejakson aikana. Tällä simuloitiin tapausta, jossa pölyä on aiemmin kerätty varastoon myöhemmin tapahtuvaa takaisinkierrätystä varten. Kaasuttimen polttoaineena käytettiin 86 p-% sahanpurua ja 14 p-% bitumista kivihiiltä. Suoda-tinpölyn takaisinkierrätysaste oli 112 p-%. Hapettimen petimateriaalina käytettiin samaa hiekka/kalkkikiviseosta kuin edellisissä esimerkeissä ja hapettimen petiläm-10 pötilaksi säädettiin 850 °C. Hapettimen syklonin erottaman pölyn hiilipitoisuus oli 0,3 p-%, kun hapettuneen syötetyn suodatinpölyn hiilipitoisuus oli 34,0 p-%. Kiin-toainevirtojen avulla laskettu hiilen konversio kaasuiksi oli yli 99 %. Kaasuttimen tuotekaasun suodattimen jälkeen mitatut höyrymäiset alkalimetallipitoisuudet olivat alle 0,05 ppm (m), H2S 180 ppm (til) ja COS 20 ppm (til).Example 3 In this experiment, more hot filter dust was fed to the oxidant than process-5 generated during the trial period. This simulated a case where dust had previously been collected in a warehouse for later recycling. The fuel for the carburettor was 86% by weight of sawdust and 14% by weight of bituminous coal. The recycling rate of the filter dust was 112 wt%. The same sand / limestone mixture as in the previous examples was used as the bed material of the oxidant and the bed temperature of the oxidant was adjusted to 850 ° C. The carbon content of the cyclone-separated dust in the oxidant was 0.3 wt%, while the carbon content of the oxidised feed filter dust was 34.0 wt%. The conversion of carbon to gas calculated by solid flows was over 99%. The vaporous alkali metal contents measured after the carburettor product gas filter were less than 0.05 ppm (m), H2S 180 ppm (vol), and COS 20 ppm (vol).
15 Koeajojen aikana ei hapettimen pohjatuhkassa havaittu agglomeroitumista. Koeajojen jälkeen reaktori avattiin ja tutkittiin mahdollisten kerrostumien havaitsemiseksi. Kerrostumia ei havaittu. Tuotetun kaasun korkea hiilidioksidipitoisuus oli luonnollinen seuraus pienen kokoluokan koelaitteelle tyypillisistä suurista lämpöhäviöistä. Reaktorien sisäisten lämpötilatasojen ylläpitämiseksi tavanomaista suurempi osa • ·120 polttoaineesta täytyi polttaa. Esimerkkikokeiden keskeisimmät prosessimuuttujat ja • 1 ; · mitattuja kaasun ominaisuuksia on esitetty seuraavassa taulukossa 1.No agglomeration in the oxidant bottom ash was observed during the test runs. After the test runs, the reactor was opened and examined for possible deposits. No deposits were observed. The high carbon dioxide content of the gas produced was a natural consequence of the high heat losses typical of a small-scale tester. In order to maintain the internal temperature levels of the reactors, more than • 120 of the fuel had to be burned. Key Process Variables for Example Experiments and • 1; · The gas properties measured are given in Table 1 below.
»« · · « • · 1 • t · • 1 • 1 1 t · > · · i 1 · • · i t II» II» » · · 110266 9»« · · «• · 1 • t · • 1 • 1 1 t ·> · · i 1 · • · i t II» II »» · · 110266 9
Taulukko 1table 1
Esimerkki__1__2__3Esimerkki__1__2__3
Paine, MPa (abs.)__0,34__0,34__0,34Pressure, MPa (abs.) __ 0.34__0.34__0.34
Kaasuttimen ilmakerroin 0,35 0,40 0,36Carburettor Air Factor 0.35 0.40 0.36
Kokonaisilmakerroin__0,60__0,67__0,52Kokonaisilmakerroin__0,60__0,67__0,52
Hiilen massavirta, g/s 4,7 2,3 1,1Carbon mass flow rate, g / s 4.7 2.3 1.1
Puupurun massavirta, g/s - 2,9 6,2Wood debris flow, g / s - 2.9 6.2
Hiili/Puu-suhde, paino-% 100/0 42/58 14/86Carbon / Wood ratio,% by weight 100/0 42/58 14/86
Kaasuttimen patjamateriaalisyöttö, g/s 0,36 0,20 0,24Carburettor mattress feed, g / s 0.36 0.20 0.24
Hapettunen patjamateriaalin syöttö, g/s 0 0 0Input of oxidized mattress material, g / s 0 0 0
Kaasutusilman syöttö, g/s 15,3 15,2 16,1 Höyryn syöttö kaasuttimeen, g/s 2,8 2,4Gasification air supply, g / s 15.3 15.2 16.1 Steam supply to the gasifier, g / s 2.8 2.4
Ilman syöttö hapettuneen, g/s 10,7 10,5 7,6Air supply oxidized, g / s 10.7 10.5 7.6
Hapettunen leijutusnopeus, m/s 0,33 0,33 0,22Oxidation fluidization rate, m / s 0.33 0.33 0.22
Kuivan tuotekaasun koostumus, til-% CO 8,8 6,5 8,7 C02 13,3 15,4 13,9 H2 6,5 5,0 5,6 N2 (+ Ar) 70,7 71,9 69,6 CH4 0,62 1,2 2,0 c2Hy <0,01 o,os 0,32 ·; H2S__0,02 0,02 0,02 [ " H20 kosteassa kaasussa, til-%__13,9__15,6__9,8Dry product gas composition by volume CO 8.8 6.5 8.7 CO2 13.3 15.4 13.9 H2 6.5 5.0 5.6 N2 (+ Ar) 70.7 71.9 69, 6 CH4 0.62 1.2 2.0 c2Hy <0.01 o, os 0.32 ·; H2S__0.02 0.02 0.02 ["H20 in wet gas, vol% __ 13.9__15.6__9.8
Kuivan tuotekaasun alempi lämpöarvo, 2,2 2,0 3,1 v : MJ/m3n____ · Syklonipölynhiilipitoisuus, p-%__0,55__0,25__0,30 * *Lower calorific value for dry product gas, 2.2 2.0 3.1 v: MJ / m3n ____ · Cyclone dust carbon content, wt% __ 0.55__0.25__0.30 * *
Claims (9)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI990133A FI110266B (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | A method for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier |
DK00901645.2T DK1165726T3 (en) | 1999-01-25 | 2000-01-24 | Process for gasification of carbon fuel in a fluidized bed gasification equipment |
PCT/FI2000/000047 WO2000043468A1 (en) | 1999-01-25 | 2000-01-24 | Process for the gasification of carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier |
AU22976/00A AU2297600A (en) | 1999-01-25 | 2000-01-24 | Process for the gasification of carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier |
AT00901645T ATE525450T1 (en) | 1999-01-25 | 2000-01-24 | METHOD FOR GASIFICATION OF CARBON FUEL IN A FLUIDIZED BED CARBURETOR |
EP00901645A EP1165726B1 (en) | 1999-01-25 | 2000-01-24 | Process for the gasification of carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI990133A FI110266B (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | A method for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier |
FI990133 | 1999-01-25 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI990133A0 FI990133A0 (en) | 1999-01-25 |
FI990133A FI990133A (en) | 2000-07-26 |
FI110266B true FI110266B (en) | 2002-12-31 |
Family
ID=8553479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI990133A FI110266B (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | A method for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1165726B1 (en) |
AT (1) | ATE525450T1 (en) |
AU (1) | AU2297600A (en) |
DK (1) | DK1165726T3 (en) |
FI (1) | FI110266B (en) |
WO (1) | WO2000043468A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2500401A1 (en) | 2011-03-14 | 2012-09-19 | Metso Power OY | A method for processing ash, and an ash processing plant |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5346082A (en) * | 1992-06-12 | 1994-09-13 | Anchor Hocking Packaging Co. | Composite closure with sealing force indicating means and ratchet operated tamper indicating band |
FI112952B (en) | 2001-12-21 | 2004-02-13 | Foster Wheeler Energia Oy | Methods and devices for gasification of carbonaceous material |
FI20055237L (en) | 2005-05-18 | 2006-11-19 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for gasification of carbonaceous material |
DE102006028293A1 (en) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Walter Kuntschar | Process for purifying gases from a wood gasifier and filter therefor |
WO2009086407A2 (en) | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Greatpoint Energy, Inc. | Steam generating slurry gasifier for the catalytic gasification of a carbonaceous feedstock |
CN101981163B (en) | 2008-04-01 | 2014-04-16 | 格雷特波因特能源公司 | Processes for the separation of methane from a gas stream |
DE102008035604A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Uhde Gmbh | Apparatus and method for degassing dusts |
CA2815243A1 (en) | 2010-11-01 | 2012-05-10 | Greatpoint Energy, Inc. | Hydromethanation of a carbonaceous feedstock |
CN103582693A (en) | 2011-06-03 | 2014-02-12 | 格雷特波因特能源公司 | Hydromethanation of a carbonaceous feedstock |
DE102011114171A1 (en) * | 2011-09-19 | 2013-03-21 | Thyssenkrupp Uhde Gmbh | Process for the production of synthesis gas by gasification of a biomass in a fluidized bed |
WO2013052553A1 (en) | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Greatpoint Energy, Inc. | Hydromethanation of a carbonaceous feedstock |
US9388980B2 (en) * | 2011-12-15 | 2016-07-12 | Kellogg Brown + Root LLC | Systems and methods for gasifying a hydrocarbon feedstock |
CN104685039B (en) | 2012-10-01 | 2016-09-07 | 格雷特波因特能源公司 | Graininess low rank coal raw material of agglomeration and application thereof |
US9328920B2 (en) | 2012-10-01 | 2016-05-03 | Greatpoint Energy, Inc. | Use of contaminated low-rank coal for combustion |
IN2015DN02940A (en) | 2012-10-01 | 2015-09-18 | Greatpoint Energy Inc | |
CN104685038B (en) | 2012-10-01 | 2016-06-22 | 格雷特波因特能源公司 | Graininess low rank coal raw material of agglomeration and application thereof |
CN107806634A (en) * | 2017-12-07 | 2018-03-16 | 济南海耀新能源设备有限公司 | A kind of novel fluidization technique |
US10464872B1 (en) | 2018-07-31 | 2019-11-05 | Greatpoint Energy, Inc. | Catalytic gasification to produce methanol |
US10344231B1 (en) | 2018-10-26 | 2019-07-09 | Greatpoint Energy, Inc. | Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization |
US10435637B1 (en) | 2018-12-18 | 2019-10-08 | Greatpoint Energy, Inc. | Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization and power generation |
US10618818B1 (en) | 2019-03-22 | 2020-04-14 | Sure Champion Investment Limited | Catalytic gasification to produce ammonia and urea |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3847563A (en) * | 1973-05-02 | 1974-11-12 | Westinghouse Electric Corp | Multi-stage fluidized bed coal gasification apparatus and process |
SE7503313L (en) * | 1975-03-21 | 1976-09-22 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | KIT FOR CONVERSION OF CARBON MATERIAL CONTAINING SULFUR TO MAIN SULFUR-FREE FLAMMABLE GAS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE KIT |
DE2836175A1 (en) * | 1978-08-18 | 1980-02-28 | Metallgesellschaft Ag | METHOD FOR GASIFYING SOLID, FINE-GRAIN FUELS |
DE3113993A1 (en) * | 1981-04-07 | 1982-11-11 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | METHOD FOR THE SIMULTANEOUS PRODUCTION OF COMBUSTION GAS AND PROCESS HEAT FROM CARBON-MATERIAL MATERIALS |
RU2152561C1 (en) * | 1998-01-22 | 2000-07-10 | Институт проблем химической физики РАН | Condensed combustibles recovery method |
-
1999
- 1999-01-25 FI FI990133A patent/FI110266B/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-01-24 DK DK00901645.2T patent/DK1165726T3/en active
- 2000-01-24 WO PCT/FI2000/000047 patent/WO2000043468A1/en active Application Filing
- 2000-01-24 AT AT00901645T patent/ATE525450T1/en not_active IP Right Cessation
- 2000-01-24 AU AU22976/00A patent/AU2297600A/en not_active Abandoned
- 2000-01-24 EP EP00901645A patent/EP1165726B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2500401A1 (en) | 2011-03-14 | 2012-09-19 | Metso Power OY | A method for processing ash, and an ash processing plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI990133A0 (en) | 1999-01-25 |
FI990133A (en) | 2000-07-26 |
ATE525450T1 (en) | 2011-10-15 |
EP1165726B1 (en) | 2011-09-21 |
WO2000043468A1 (en) | 2000-07-27 |
EP1165726A1 (en) | 2002-01-02 |
AU2297600A (en) | 2000-08-07 |
DK1165726T3 (en) | 2012-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI110266B (en) | A method for gasifying a carbonaceous fuel in a fluidized bed gasifier | |
Supp | How to produce methanol from coal | |
US4423702A (en) | Method for desulfurization, denitrifaction, and oxidation of carbonaceous fuels | |
CA2881239C (en) | System and method for dual fluidized bed gasification | |
CA2708860C (en) | Method and device for reprocessing co2-containing exhaust gases | |
US4597771A (en) | Fluidized bed reactor system for integrated gasification | |
CA2710168C (en) | Autothermal method for the continuous gasification of carbon-rich substances | |
KR19980023905A (en) | Methods and apparatus for treating waste through vaporization | |
JP4138032B2 (en) | Carbonaceous material gasification method | |
US20150152344A1 (en) | Melt gasifier system | |
US3909212A (en) | Removal of sulfur from carbonaceous fuels | |
US4302218A (en) | Process for controlling sulfur oxides in coal gasification | |
US4395975A (en) | Method for desulfurization and oxidation of carbonaceous fuels | |
US5163374A (en) | Combustion process | |
JP4222645B2 (en) | Method and apparatus for recycling organic waste | |
US9079767B2 (en) | Countercurrent gasification using synthesis gas as the working medium | |
US4963513A (en) | Coal gasification cogeneration process | |
AU2012100987A4 (en) | Containerized Gassifier System | |
CN1108307A (en) | Method and apparatus for producing iron | |
US4755372A (en) | Catalytic sulfur degassing | |
JPH0436386A (en) | Improvement of slag | |
USH1538H (en) | Use of coal feedstock to a coal gasification plant for removing sulfur from a gaseous stream | |
US4599160A (en) | Sulfur disposal | |
US4748141A (en) | Metal sulfide catalyst preparation | |
US4238922A (en) | Process for the production of power from crude fuels containing high concentrations of sulfur |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |