FI95924B - Menetelmä raakakaasun puhdistamiseksi - Google Patents

Description

, 95924

Menetelmä raakakaasun puhdistamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää raakakaasun puhdistamiseksi, joka kaasu on tarkoitettu käytettäväksi poltto-5 kaasuna ja joka on valmistettu hiilipitoisesta materiaalista kaasutusprosessilla, jolloin puhdistus tapahtuu se-kundaarivaiheessa erillään kaasutusprosessista.

Raakakaasu, jota valmistetaan erilaisista biopolttoaineista ja jota käytetään polttokaasuna, on arvokas 10 öljyn korvike vaativiin sovellutuksiin, joissa menetelmän vaatimukset tekevät mahdottomaksi kiinteän polttoaineen suoran sytyttämisen, esimerkiksi kalkkiuunien sytytys, tai olemassa olevien öljylämmityskattiloiden muutosten yhteydessä.

15 Muita sovellutustyyppejä varten, esimerkiksi niin kutsutulle (sähköenergian ja lämmön) rinnakkaistuottami-selle dieselmoottoreita käyttäen, on asetettu hyvin korkeat vaatimukset kaasun puhtaudesta, mitä tulee pääasiassa tervaan ja pölyyn. Lisäksi ympäristölliset näkökohdat joh-20 tavat usein vaatimuksiin pienistä pitoisuuksista yhdisteille, jotka poltettaessa muodostavat vahingollisia emissioita kuten N0Ä, S0X ja erilaiset klooratut yhdisteet.

Viimeksi mainittu pätee erityisesti kaasulle, joka on valmistettu jäteperäisestä polttoaineesta, RDF. Nämä vaati-25 mukset kaasun puhtaudesta voidaan tyydyttää raakakaasulla, joka on puhdistettu sopivalla menetelmällä.

RDF:n kaasutus ja sitä seuraava raakakaasun puhdistus on ympäristön kannalta edullinen menetelmä energian talteenottamiseksi jätteistä käyttämällä hyväksi puhdis-• 30 tettua kaasua olemassa olevissa kattiloissa tai energian tuottamiseksi rinnan dieselmoottoreissa ja/tai kattiloissa.

Raakakaasun hyväksikäyttöön liittyy usein vielä muita teknisiä ongelmia.

35 Lämpötiloissa alle 1200 °C tervaa on aina mukana raakakaasussa, joka on valmistettu kaasuttamalla hiilipi- 2 95924 toista materiaalia, esimerkiksi kivihiiltä, turvetta, kaarnaa, puuta tai RDF:ä, mikä rajoittaa kuuman kaasun polttamisen hyväksikäyttöä suorassa tai läheisessä yhteydessä kaasuttimeen. Toimintahäiriöt, jotka johtuvat lait-5 teissä ja varusteissa olevasta tervakerrostumasta, ovat suuri ongelma, joka rajoittaa hyväksikäyttöä. Kuuman kaasun polton aikana typpi ja tietyissä tapauksissa myös rikki (esimerkiksi turpeesta), joka on sitoutunut tervaan, samoin kuin ammoniakki, H2S (turve) tai HC1 (RDF:stä) li-10 säävät vielä emissioita, jotka ovat haitallisia ympäristölle (vastaavasti N0X, S0X ja HC1 ja klooratut hiilivedyt, mm. dioksiinit).

Laajasta tervan ja ammoniakin muuttamisen tutkimuksesta huolimatta ei ole vielä kehitetty menetelmää, jolla 15 teollisuusmittakaavassa voidaan saada aikaan riittävän kauaskantava raakakaasun puhdistuminen. Perinteinen tapa vähentää raakakaasun tervapitoisuutta on käyttää märkäpe-sua, mutta aerosolin muodostuminen pesurissa tekee tervan-poiston tehottomaksi. Lisäksi saadaan prosessivettä, joka 20 sisältää suuria pitoisuuksia orgaanisia yhdisteitä ja ammoniakkia. Sen tähden tämä vesi täytyy vuorostaan puhdistaa, ennen kuin se päästetään viemäriverkostoon. Kun RDF:ä kaasutetaan, prosessivesi sisältää myös suuria pitoisuuksia liuennutta vetykloridihappoa ja/tai ammoniumkloridia.

. 25 Kun kaasutetaan enemmän rikkiä sisältäviä polttoaineita, esimerkiksi turvetta tai kivihiiltä, raakakaasu on myös puhdistettava vetysulfidin poistamiseksi.

Tämän keksinnön mukaisella raakakaasun puhdistus-prosessilla edellä mainitut ongelmat suuressa määrin rat-30 kaistaan.

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä raakakaasun puhdistamiseksi, joka kaasu on tarkoitettu käytettäväksi polttokaasuna ja joka on valmistettu hiilipi-toisesta materiaalista kaasutusprosessilla, jolloin puh-35 distus tapahtuu sekundaarivaiheessa erillään kaasutuspro- ^ 95924 3 sessista. Menetelmälle on tunnusomaista, että kaasun sisältämien, matalissa lämpötiloissa, kuten ympäristön lämpötilassa, kondensoituvan tervan muodossa olevien orgaanisten yhdisteiden ja ammoniakin vähentämiseksi puhdistus 5 suoritetaan sekundaarivaiheessa pystysuorassa reaktiokam- miossa olevan nopeasti kiertävän leijukerroksen avulla, jolloin kerrosmateriaali ainakin suurimmaksi osaksi sisältää aktiivista materiaalia, joka on tervan ja ammoniakin konversion suhteen katalyyttisen materiaalin muodossa, ja 10 joka koostuu magnesium-kalsium-karbonaattia sisältävästä materiaalista, edullisesti dolomiitista, ja/tai vastaavasta kalsinoidusta (poltetusta) tuotteesta, jolloin materiaalin hiukkaskoko on alle 2 mm, edullisesti alle 1 mm, ja jolloin sekundaari vaiheen työskentelylämpötila pidetään 15 alueella 600 - 1000 °C, edullisesti alueella 700 - 900 °C, keskimääräinen suspensiotiheys reaktiokammiossa on 80 -250 kg/m3, kaasun nopeus sekundaarivaiheen reaktiokammiossa, laskettuna tyhjässä reaktiokammiossa, on alle 10 m/s, edullisesti alle 6 m/s, ja kaasun viipymäaika, laskettuna 20 tyhjässä reaktiokammiossa, on 0,2 - 20 s, edullisesti 0,5 - 7 s, niin että muodostuu kosketus virtaavan kaasun ja aktiivisen materiaalin välillä ja tapahtuu kaasussa olevan tervan ja ammoniakin katalyyttinen konversio niin, että puhdistetussa kaasussa tervapitoisuus on alle 500 ja 25 ammoniakkipitoisuus on alle 300 mg/Nm3.

Keksintö koskee siis menetelmää tervaa ja ammoniakkia sisältävän, erityisissä tapauksissa myös huomattavan määrän vetykloridia sisältävän, raakakaasun puhdistamiseksi, niin että kaasu valmistetaan käyttäen mielivaltaista 30 kaasutusprosessia hiilipitoisesta materiaalista, esimerkiksi kaarnasta, puusta, turpeesta tai jäteperäisestä polttoaineesta RDF, jolloin jälkimmäisessä vaiheessa tapahtuu raakakaasussa olevan tervan ja ammoniakin muuttuminen kosketuksessa sopivan aktiivisen (katalyyttisen ja 35 mahdollisesti absorboivan) aineen, esimerkiksi dolomiitin 4 95924 kanssa, edullisesti sellaiselle tasolle, että jäljelle jäävät pitoisuudet ovat vastaavasti alle 500 ja 300 mg/Nm3. Erityistapauksissa vetykloridin absorboituminen tapahtuu samanaikaisesti lähes termodynaamiseen tasapainoasemaan 5 asti. Sekundaarisen vaiheen muodostaa kiertävä kestolei-jupeti (Circulating Fast Fluidized Bed, CFB), jossa ker-rosmateriaali on ainakin pääosiltaan aktiivisen materiaalin muodossa, esimerkiksi dolomiittina. Tätä järjestelyä käytettäessä sekundaarinen vaihe voidaan liittää mie-10 livaltaiseen CFB-kaasuttimeen, jota ennen on vain primaa-rihiukkasten erotin, tai jonkin muun tyyppiseen kaasutti-meen.

On havaittu, että riittävä tervan ja ammoniakin konversio ja erityisissä tapauksissa samanaikainen vety-15 kloridin absorboituminen voidaan saada aikaan erottamalla ensin tervaa sisältävä kaasu pyrolysoitavista suuremmista polttoainehiukkasista kaasutusvaiheessa ja sen jälkeen erillisessä sekundaarisessa vaiheessa saattamalla kaasu kosketuksiin kiertävässä kestoleijupedissä sopivan aktii-20 visen materiaalin kuten dolomiitin kanssa käyttäen sopivia prosessiparametrejä.

Jos hiilipitoinen materiaali sisältää myös huomattavia määriä rikkiä, kuten esimerkiksi turpeen tapauksessa, samalla tapahtuu tietenkin myös vetysulfidin absorboi-25 tuminen katalyyttiseen ja absorboivaan materiaaliin.

Tarvittava aktiivisen materiaalin määrä suhteessa raakakaasun määrään määräytyy tervan ja ammoniakin katalyyttisessä konversiossa tarvittavan katalyytin läpi menevän kaasun nopeudesta, ja se riippuu useista parametreistä 30 kuten lämpötilasta, kaasun viipymäajasta, aktiivisen mate-riaalin hiukkaskoosta, reagoivien aineiden osapaineesta ja aktiivisen materiaalin deaktivoitumisasteesta. Tervan konversiosta voi olla seurauksena liian matala lämpötila ja/ tai C02:n osapaine, mikä aiheuttaa hiilen kerrostumista 35 aktiiviselle pinnalle, mistä on seurauksena deaktivoitu- 5 95924 mistä. Jos näin tapahtuu, materiaali voidaan aktivoida käsittelemällä hapettavalla kaasulla, esimerkiksi ilmalla ja/tai höyryllä. Kiinnostavissa lämpötiloissa HCl:n (ja/ tai H2S:n) absorptio tapahtuu niin nopeasti, että nämä re-5 aktiot ovat lähes tasapainotilan määräämät ja niistä seuraa muodostunutta kiinteää kloridia (ja vastaavasti sulfi-dia) vastaava aktiivisen materiaalin kulutus.

On siis havaittu, että kloridin (ja tietyissä tapauksissa myös vetysulfidin) absorboituminen aktiiviseen 10 materiaaliin kuten dolomiittiin on nopea reaktio ja vaatii selvästi pienemmän aktiivisen materiaalin määrän mukanaolon suhteessa kaasuvirtaan kuin tervojen ja ammoniakin katalyyttinen konversio.

Sekundaarisen vaiheen toteutus kiertävän kestolei-15 jupedin (CFB) muodossa on huomattava etu.

Sellainen kerros pystyy käsittelemään kaasuttimesta tulleen pölyn, se antaa hyvin yhtenäiset lämpötilat reak-tiovyöhykkeessä ja sen avulla saadaan myös homogeeninen kosketus kaasun ja kerroksen materiaalin välillä, mikä 20 tarkoittaa pientä poikkeamien vaaraa konversio/absorptio-asteessa. Lisäksi hiukkaskokoa voidaan pienentää suuressa määrin sellaisissa tapauksissa, joissa tätä tarvitaan lisäämään konversiota annetussa lämpötilassa katalyytin läpi menevän kaasun nopeudella. Kerroksen materiaalin huomatta-.. 25 va syöpyminen johtaa myös halutun aktiivisen pinnan kasva miseen. Siis CFB:nä toimiva sekundaarinen vaihe voidaan e-dullisesti liittää mielivaltaiseen CFB-kaasuttimeen, jossa on pelkästään primaarinen hiukkaserotin, tai johonkin toisentyyppiseen kaasuttimeen. Saavutetaan myös suhteellisen 30 pieniä halkaisijoita, kun käytetään suurempia laitteisto-.. ja, koska kaasun nopeudet voidaan pitää suhteellisen suu rina, noin nopeuteen 10 m/s, edullisesti arvoon 6 m/s asti.

Jos kaasutin koostuu CFB-kaasuttimesta, primaarisen 35 pölynkerääjän jälkeen voidaan suoraan tehdä liitäntä. Jos 6 95924 aktiivista ainetta käytetään CFB-kasuttimen kerroksen materiaalina, sekundaarinen vaihe voidaan edullisesti liittää kaasuttimeen esimerkiksi niin, että se pöly, joka on toisen vaiheen jälkeisestä sekundaarihiukkaserottimesta, 5 kierrätetään kokonaan tai osittain takaisin kaasuttimeen. Tällä tavalla kerrosmateriaalin kokonaishäviöt tulevat myös pienemmiksi ja saavutetaan myös etu vain yhden kerrosmateriaalin käytöstä.

Tarpeellista määrää aktiivista ainetta toisen vai-10 heen reaktiokammiossa tervan ja ammoniakin riittävää katalyyttistä konversiota varten ohjataan käyttäen kerrosmateriaalin kokonaan lisättyä määrää ja ohjattua takaisinkier-rätystä. Vaadittu konversio määrää sopivan lämpötilan, hiukkaskoon ja aktiivisen materiaalin yhdistelmän. Kulumi-15 sen, deaktivoitumisen ja/tai HCl:n (ja mahdollisesti H2S:n) absorption vuoksi kulutettu aktiivinen materiaali korvataan lisäämällä vastaavat määrät tuoretta aktiivista materiaalia ja/tai sellaista aktivoitua materiaalia. Kaasun viipymäaikaa voidaan säätää halkaisijan ja korkeuden suh-20 teella kaasun tuloaukon yläpuolella.

Niissä erityisissä tapauksissa, joissa raakakaasus-sa on mukana huomattavia määriä HCl:a, toisesta vaiheesta ulostulevan kaasun mukana tuleva aktiivinen materiaali tarkoittaa, että HCl:n absorptio on parantunut, koska ter-25 modynaamisesti se tulee kauaskantavammaksi alemmissa lämpötiloissa olosuhteissa, joissa puhdistettu kaasu on jäähdytetty oleellisesti matalampaan lämpötilaan ennen lopullista pölynpoistoa.

Seuraavassa keksintöä kuvataan ei-rajoittavan suo-30 ritusmuodon avulla, jossa viitataan liitteenä olevaan piirrokseen, joka esittää kaavamaisesti kaasutus- ja kaa-sunpuhdistussysteemiä, joka pitää sisällään tämän keksinnön.

Kuvassa esitetyssä systeemissä hiilipitoinen mate-35 riaali 1 johdetaan kaasuttimeen 3, joka koostuu kiertäväs- 7 95924 tä kestoleijupedistä (CFB). Tähän kuuluu reaktori 51, pri-maarierotin 52 ja uudelleenkierrätyslaitteisto 53 primaa-rierottimessa erotetulle kerrosmateriaalille. Kerrosmate-riaali koostuu aktiivisesta katalyyttisestä ja absorboi-5 vasta materiaalista, joka on edullisesti dolomiittina, sekoitettuna kaasuuntumattomaan hiilipitoiseen materiaaliin, kasvihiileen. Primaarierotin 52 on mekaaninen erotin, joka ei ole keskipakotyyppinen, vaan edullisesti U-palkkierotin, joka on EP-patentissa EP 0 103 613 esitetyn 10 mukainen, joka koskee CFB-kattilaa ja johon tässä viitataan.

Kaasuttimessa 3 tuotettu kuuma raakakaasu 2 poistetaan suoraan primaarierottimesta 52 ja syötetään suoraan kaasua puhdistavaan sekundaarivaiheeseen 25, ilman että 15 suoritetaan enää pölynpoistoa. Sekundaarivaiheen 25 rakenne on kiertävä kestoleijupeti (CFB) 26 ja siinä on samanlaista aktiivista kerrosmateriaalia kuin kaasuttimessa 3.

Raakakaasu johdetaan sekundaarivaiheeseen 25, niin että se on fluidisoivana kaasuna.

20 Sekundaarivaihe 25 on suunniteltu muodoltaan pit käksi ja kapeaksi reaktiokammioksi, jossa on mielivaltainen poikkileikkaus (esimerkiksi pyöreä tai neliömäinen). Kerrosmateriaali, joka tulee kaasuvirran mukana reaktio-kammion huipusta, erotetaan pääosin primaarisessa hiukkas-25 erottimessa 27, edullisesti U-palkkierottimessa, joka on samantyyppinen kuin kaasuttimen U-palkkierotin ja jonka jälkeen on sekundaarierotin 28, edullisesti syklooni. Ensimmäisessä hiukkaserottimessa erotettu materiaali 30 kierrätetään kiertopedin 26 alempaan osaan kierrätyslait-30 teiston avulla. Jälkimmäisessä hiukkaserottimessa erotettu materiaali 29 lisätään pääasiassa kaasuttimen 3 alempaan osaan, virta 31. Tarvittaessa osa ainevirrasta 29 voidaan syöttää myös kiertopedin 26 alempaan osaan, virta 34, ja/ tai se voidaan johtaa pois systeemistä, virta 43.

35 Katalyyttisen ja absorboivan materiaalin 14 syöttä miseksi sekundaariseen vaiheeseen 25 käytetään sopivalla 8 95924 korkeudella olevaa sivustasyöttölaitteistoa 15. Käytetty ja/tai deaktivoitunut kerrosmateriaali 35 poistetaan käyttäen poistolaitteistoa 36, joka sijaitsee sekundaarivai-heen pohjan yhteydessä.

5 Tämän esimerkin sekundaarivaiheessa käytetty aktii vinen materiaali koostuu kalsium-magnesiumkarbonaattia sisältävästä materiaalista, edullisesti dolomiitista, jonka hiukkaskoko on alle 2 mm, edullisesti alle 1 mm, joka yhdessä läpikulkevan kaasun kanssa muodostaa paikallaan 10 pysyvän kiertoleijupedin 26.

Kaasun nopeus reaktiokammion ylemmässä osassa laskettuna vapaan poikkileikkauksen suhteen on säädetty niin, että se on alle 10 m/s, edullisesti ei yli 6 m/s.

Paikallaan pysyvän kiertopedin 26 fluidisoiva kaasu 15 koostuu raakakaasusta 2 ja lisätystä hapettavasta kaasusta 13, esimerkiksi ilmasta. Tarvittaessa jälkimmäiseen vaiheeseen 25 voidaan lisätä vielä hapettavaa kaasua 33 yhdelle tai useammalle sopivalle, ylempänä sijaitsevalle tasolle.

20 Raakakaasun sisältämän tervan ja ammoniakin konver sio ja raakakaasun sisältämän kloridin absorboituminen tapahtuvat kosketuksessa katalyyttiseen ja absorboivaan materiaaliin kiertopedissä 26 lämpötila-alueella 600 - 1000 eC, edullisesti 700 - 900 °C tai kaikkein edullisim-25 min 850 - 950 °C. Vaadittu lämpötilataso saavutetaan polttamalla palavia kaasukomponentteja sekundaarivaiheessa 25, mitä kontrolloidaan säätämällä lisätyn hapettavan kaasun määrää, virrat 13 ja 33.

Keskimääräinen suspension tiheys sekundaarivaiheen 30 25 reaktiokammiossa pidetään alueella 20 - 300 kg/m3, edul lisesti alueella 80 - 250 kg/m3, niin että saadaan aikaan välttämätön kosketus virtaavan kaasun ja aktiivisen materiaalin välillä. Tämä on järjestetty säätämällä kiertävän materiaalin kokonaismäärä sekä kontrolloimalla takaisin-35 kierrätetyn materiaalin 30 ja 34 virtausnopeutta.

li 9 95924

Kaasun viipyinäaika reaktiokammiossa laskettuna tyhjän reaktiokammion suhteen pidetään alueella 0,2 - 20 s, edullisesti alueella 0,5 - 7 s.

Tarvittaessa deaktivoidun katalyyttisen ja absor-5 hoivan materiaalin aktivointi voidaan suorittaa lisäämällä hapettavaa kaasua 32, esimerkiksi ilmaa, materiaaliin, joka kierrätetään takaisin kiertopedin alempaan osaan, virrat 30 ja 34. Lisätyn hapettavan kaasun 32 määrä on säädetty niin, että aktivoituminen tapahtuu lämpötila-alu-10 eella 600 - 1000 °C, edullisesti alueella 750 - 900 °C.

Ennen prosessin käynnistämistä sekundaarivaiheen ja sen kerrosmateriaalin kuumennus tapahtuu polttamalla siinä LP-kaasua.

Sekundaarivaiheen 25 sekundaarierottimesta 28 pois-15 tuva puhdistettu kaasuvirta 4 erotetaan mukana kulkeutuneesta hienojakoisesta kerrosmateriaalista ja höyrystä seuraavissa kaasunkäsittelyvaiheissa.

Kaasu kulkee kahden lämmönvaihtimen läpi. Ensimmäisessä lämmönvaihtimessa 37 lämmönvaihto tapahtuu hapetta-20 van kaasun välityksellä, virta 10, joka on tarkoitettu sekä kaasuttimelle 3 että sekundaarivaiheelle 25, niin että esikuumennetulla hapettavalla kaasulla 11 lämmönvaihtimen 37 ulostulossa on sopiva lämpötila, edullisesti 400 °C. Esikuumennettua hapettavaa kaasua 11 käytetään 25 sekä kaasuttimessa 3 (muun muassa fluidisoivana kaasuna), virta 12, että sekundaarivaiheessa 25, virrat 13, 32 ja 33.

Seuraavassa toisessa lämmönvaihtimessa 38 kaasun 5 lämpötilaa alennetaan tasolle, joka tekee mahdolliseksi . 30 sen, että ulostulevaa kaasua 6 voidaan puhdistaa edelleen _____ käyttäen esimerkiksi standarditekstiilisuodattimia tai syklonia pölyn poistamiseksi, 39, eli edullisesti arvoon 150 - 300 °C. Poistettu pöly 18 poistetaan pölynpoistoyk-siköstä 39.

35 Kuten edellä on esitetty, kaasuvirta 4 sisältää mukana tullutta hienojakoista aktiivista materiaalia, joka 10 95924 tulee kaasuvirran mukana sekundaarierottimesta 28. Erityistapauksissa, esimerkiksi RDF:n kaasutuksen yhteydessä, kaasuttimesta tuleva raakakaasu 2 sisältää huomattavia määriä HCl:a. Koska HCl:n absorboituminen kalkkiperäiseen 5 materiaaliin kuten dolomiittiin tulee edullisemmaksi lämpötilan laskiessa, kaasujäähdytys lämmönvaihtimissa 37 ja 38 saa aikaan mukana olevassa materiaalissa jäljellä olevan HCl:n absorboitumisasteen kohoamisen.

Lähes pölytön kaasu 7, joka poistuu pölynpoistovai-10 heesta 39, syötetään kaasunpesuriin 40, jossa siitä poistetaan kosteus ja muut vesiliukoiset komponentit. Kaasun-pesurissa 40 tapahtuu sekä kaasuvirran 7 kostutus että höyryn kondensoituminen. Vallitsevissa olosuhteissa tapahtuu myös lähes kaiken jäljellä olevan hienon aineksen sa-15 ostuminen ja veteen liukenevien kaasukomponenttien, esimerkiksi NH3:n, HCl:n ja/tai NH4Cl:n absorboituminen.

Kaasunpesurista 40 poistuva vesivirta 20 kierrätetään takaisin pumpulla 41, jolloin se jäähdytetään lämmön-vaihtimessa 42, niin että kaasunpesuriin 40 kierrätettävän 20 veden 19 lämpötila pysyy alueella 15 - 20 °C. Vesiylimäärä 21 poistetaan vesikierrosta.

Kaasunpesurista poistuvaa kaasua 8 voidaan pitää teollisiin sovellutuksiin puhtaana, eli se ei juuri sisäl- _____ lä tervaa, ammoniakkia, pölyä, HCl:a ja H2S:a. Kuitenkin 25 kyseisissä ulostulolämpötiloissa (noin 30 °C) se on kyllästetty höyryllä. Käytöstä riippuen kaasuvirta 8 voidaan esikuumentaa suhteellisen kosteuden pienentämiseksi tai johtaa lisäkuivausvaiheen läpi sen kosteuspitoisuuden pienentämiseksi. Puhdistettu kaasu tyydyttää koneen toimin-30 nalle asetetut vaatimukset esimerkiksi käytettäessä pako-kaasuahdettuja dieselmoottoreita, ja sitä voidaan polttaa ilman mitään muuta pakokaasunpuhdistusta.

Yksinkertaisempia sovellutuksia, esimerkiksi lämmön kehitystä kattiloissa, varten kaasunpesuri 40 voidaan jät-35 tää pois, niin että puhdistettu kaasu voidaan käyttää joko 11 95924 suoraan lämmönvaihtimen 37 jälkeen, virta 22, tai pölyn-erottimen 39 jälkeen, virta 23.

Esitetyssä esimerkissä sekundaarivaihe 25 on yhdistetty kaasuttimeen 3 CFB-teknologiaan perustuen. Kaasutin 5 3 voi tuottaa raakakaasua 2 monista erilaisista polttoai neista, esimerkiksi karkeasta kaarnasta, turpeesta tai jäteperäisistä polttoaineista RDF. Kerrosmateriaalina kaasuttimen 3 kiertopedissä on tarkoituksenmukaista käyttää samantyyppistä katalyyttistä ja absorboivaa materiaalia 10 kuin sekundaarivaiheessa 25.

Johdetun hapettavan kaasun, esimerkiksi ilman, paineen kokonaisaleneminen sen kulkiessa läpi valmistuskier-ron on hiukan yli 1 bar. Tämä edellyttää kompressorin 16 käyttämistä, mikä kohottaa hapettavan kaasun painetta vir-15 rassa 9 paineen tasolle, joka tarvitaan virrassa 10 kyseisen käyttötarkoituksen puitteissa. 1

Claims (15)

1. Menetelmä raakakaasun puhdistamiseksi, joka kaasu on tarkoitettu käytettäväksi polttokaasuna ja joka on 5 valmistettu hiilipitoisesta materiaalista kaasutusproses-silla, jolloin puhdistus tapahtuu sekundaarivaiheessa erillään kaasutusprosessista, tunnettu siitä, että kaasun sisältämien, matalissa lämpötiloissa, kuten ympäristön lämpötilassa, kondensoituvan tervan muodossa ole-10 vien orgaanisten yhdisteiden ja ammoniakin vähentämiseksi puhdistus suoritetaan sekundaarivaiheessa pystysuorassa reaktiokammiossa olevan nopeasti kiertävän leijukerroksen avulla, jolloin kerrosmateriaali ainakin suurimmaksi osaksi sisältää aktiivista materiaalia, joka on tervan ja am-15 moniakin konversion suhteen katalyyttisen materiaalin muodossa, ja joka koostuu magnesium-kalsium-karbonaattia sisältävästä materiaalista, edullisesti dolomiitista, ja/tai vastaavasta kalsinoidusta (poltetusta) tuotteesta, jolloin materiaalin hiukkaskoko on alle 2 mm, edullisesti alle 20 1 mm, ja jolloin sekundaarivaiheen työskentelylämpötila pidetään alueella 600 - 1000 °C, edullisesti alueella 700 - 900 °C, keskimääräinen suspensiotiheys reaktiokammiossa on 80 - 250 kg/m3, kaasun nopeus sekundaarivaiheen reaktiokammiossa, laskettuna tyhjässä reaktiokammiossa, on 25 alle 10 m/s, edullisesti alle 6 m/s, ja kaasun viipymäai-ka, laskettuna tyhjässä reaktiokammiossa, on 0,2 - 20 s, edullisesti 0,5 - 7 s, niin että muodostuu kosketus vir-taavan kaasun ja aktiivisen materiaalin välillä ja tapahtuu kaasussa olevan tervan ja ammoniakin katalyyttinen 30 konversio niin, että puhdistetussa kaasussa tervapitoisuus on alle 500 ja ammoniakkipitoisuus on alle 300 mg/Nm3.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa raakakaasu sisältää vetykloridia, tunnettu siitä, että absorboitunutta kloridia sisältävää aktiivista mate- 35 riaalia poistetaan jaksoittaisesti tai jatkuvasti sekun- 13 95924 daarlvalheesta ja vastaavaa määrää tuoretta aktiivista materiaalia syötetään jaksoittaisesti tai jatkuvasti se-kundaarivaiheeseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että sekundaarivaiheen reaktoriin lisätään samanaikaisesti hapettavaa kaasua, edullisesti happea sisältävää kaasua ja/tai höyryä.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekundaarivaiheen työs- 10 kentelylämpötilaa säädetään lisätyillä määrillä happea sisältävää kaasua.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktiivista materiaalia, joka on deaktivoitunut hiilen kerrostumisesta 15 tai muusta syystä johtuen, poistetaan jaksoittaisesti tai jatkuvasti sekudaarivaiheesta ja korvataan yhtä suurilla määrillä tuoretta ja/tai aktivoitua materiaalia.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekundaarivaiheesta poistettu 20 deaktivoitunut aktiivinen materiaali aktivoidaan hapettavalla kaasulla, edullisesti happea sisältävällä kaasulla ja/tai höyryllä, erillisessä aktivointivaiheessa, jolloin aktivoitu materiaali palautetaan sekundaarivaiheeseen.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai-25 nen menetelmä, tunnettu siitä, että aktiivinen materiaali, joka on deaktivoitunut hiilen kerrostumisesta tai muusta syystä johtuen, aktivoidaan hapettavalla kaasulla, edullisesti happea sisältävällä kaasulla ja/tai höyryllä, systeemissä, joka kierrättää takaisin sekundaa- . 30 rivaiheen erotettua kerrosmateriaalia. *

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktivointi tapahtuu työsken-telylämpötilassa 600 - 1000 eC, edullisesti 750 - 900 eC.

9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen menetel-35 mä, tunnettu siitä, että aktivoinnin työskentely- 14 95924 lämpötilaa säädetään lisätyillä määrillä happea sisältävää kaasua.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raakakaasu 5 johdetaan sekundaarivaiheeseen suoraan kaasuttimesta ilman välillä tapahtuvaa pölynpoistoa.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, jossa kaasutin käsittää nopeasti kiertävän leijukerroksen, tunnettu siitä, että raakakaasu johdetaan sekun- 10 daarivaiheeseen suoraan kaasuttimen primaarierottimesta.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekundaari-vaiheen fluidisoiva kaasu on raakakaasu ja mahdollisesti hapettava kaasu.

12 95924

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapettava kaasu, joka ei muodosta fluidisoivaa kaasua, lisätään sekundaarivaiheen reaktoriin yhdelle tai useammalle fluidisoivan kaasun syötön yläpuolella olevalle tasolle.

14. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että sekundaari-vaiheesta poistuvan puhdistetun kaasun vetykloridipitoi-suutta alennetaan edelleen absorboimalla sekundaarivaiheen hiukkaserotuksen jälkeen kaasussa jäljellä olevaan . 25 katalyyttiseen ja absorboivaan materiaaliin, jolloin kaasu sekundaari vaiheen jälkeen ensin jäähdytetään huomattavasti matalampaan lämpötilaan, edullisesti lämpötilaan 150 -300 °C, ja sen jälkeen sille suoritetaan lisäksi pölynero-tus.

15. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- nen menetelmä, tunnettu siitä, että sekundaari-vaiheen raakakaasun syöttö on kytketty suoraan primaari-hiukkaserottimeen kaasuttimessa, jossa on nopeasti kiertävä leijukerros, jossa kiertävä kerrosmateriaali on saman- 35 tyyppistä aktiivista materiaalia kuin sekundaarivai- « 95924 heessa, jolloin sekundaarivaiheessa, edullisesti sekundaa-rihiukkaserottimessa, erotettu pöly kierrätetään ainakin osittain takaisin kaasutusreaktorin alempaan osaan, ja jolloin kaasuttimesta raakakaasun kanssa tullut kerrosma-5 teriaali ja mahdollisesti kaasuttimen pohjalta poistettu materiaali korvataan materiaalilla, joka on kierrätetty kaasutusreaktoriin sekundaarivaiheesta yhdessä tuoreen katalyyttisen ja absorboivan materiaalin kanssa, joka lisätään kaasuttimeen jaksoittain tai jatkuvasti. 1 · - 16 95924