RU2475515C2 - Способ и оборудование для обработки газа, получаемого газификацией твердого топлива под давлением - Google Patents

Способ и оборудование для обработки газа, получаемого газификацией твердого топлива под давлением Download PDF

Info

Publication number
RU2475515C2
RU2475515C2 RU2009148023/05A RU2009148023A RU2475515C2 RU 2475515 C2 RU2475515 C2 RU 2475515C2 RU 2009148023/05 A RU2009148023/05 A RU 2009148023/05A RU 2009148023 A RU2009148023 A RU 2009148023A RU 2475515 C2 RU2475515 C2 RU 2475515C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pressure
stage
abs
bar
Prior art date
Application number
RU2009148023/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009148023A (ru
Inventor
Герхард ШМИТТ
Original Assignee
Лурджи Клин Коул Текнолоджи (Пропрайэтри) Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лурджи Клин Коул Текнолоджи (Пропрайэтри) Лимитед filed Critical Лурджи Клин Коул Текнолоджи (Пропрайэтри) Лимитед
Publication of RU2009148023A publication Critical patent/RU2009148023A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2475515C2 publication Critical patent/RU2475515C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/26—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
    • F02C3/28—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension using a separate gas producer for gasifying the fuel before combustion
    • 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
    • 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
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • 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
    • 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
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/004—Sulfur containing contaminants, e.g. hydrogen sulfide
    • 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
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/16—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids
    • C10K1/165—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids at temperatures below zero degrees Celsius
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/42—Sulphur removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/62—Energy conversion other than by heat exchange, e.g. by use of exhaust gas in energy production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64—Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2100/00—Exhaust gas
    • C21C2100/06—Energy from waste gas used in other processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химии. По трубопроводу 1 через газопромывную колонну 2 первой стадии пропускают входящий газ после удаления HCN и NH3. Первая стадия предназначена для удаления H2S, COS и любых других серосодержащих соединений с получением обессеренного газа. Через теплообменник 15 проходит газообразная флегма, отводимая с прямого восстановления железной руды. Турбина 9 на валу содержит ступень дросселирования 8 и ступень компрессии 10. Ступень компрессии 10 предназначена для приема и сжатия газообразной флегмы, которая может быть пропущена через теплообменник 15, расположенный на трубопроводе 14. Обессеренный газ с первой стадии и сжатую газообразную флегму со ступени компрессии 10 турбины 9 на валу подают в газопромывную колонну 5 второй стадии для отделения СО2. Давление смеси чистого газа может быть затем снижено на ступени 8 дросселирования турбины 9 на валу. Газовую смесь с пониженным давлением затем пропускают через теплообменник 12 до ее возврата на стадию прямого восстановления железной руды в качестве газа-восстановителя и/или топливного газа. Турбина на валу соединена с генератором, который может быть использован в качестве электродвигателя. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки газа. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу и оборудованию для обработки неочищенного газа, получаемого газификацией твердого топлива при температуре от 800 до 1500°С под давлением от 2 до 100 бар (абс.), предпочтительно, от 5 до 40 бар (абс.), содержащего, главным образом, Н2, СО, СН4, СО2, N2, пары воды, а также - в зависимости от типа топлива - небольшое количество одного или нескольких компонентов из H2S, COS, HCN, NH3, CnHm и следы HCN, карбонилов никеля и железа, компонентов смол, CS2, меркаптанов, нафталинов, тиофенов и органических сульфидов, из какового получаемого газа необязательно, после конверсии СО, после охлаждения до температуры от 15 до 45°С, на предварительной стадии - HCN и NH3, на первой стадии - H2S, COS и любые другие, возможно присутствующие серосодержащие соединения, и на второй стадии - СО2 удаляют путем физической сорбции, используя оксигенаты с температурой от +10 до 80°С, а чистый получаемый газ подают на прямое восстановление железной руды в качестве газа-восстановителя и/или топливного газа.
Способом газификации под давлением твердые топлива, такие как торф, бурый уголь, кокс, каменный уголь, биомасса и т.п. с зольностью до 50% масс. и влагосодержанием до 50% масс., при использовании смеси паров воды и кислорода или воздуха, подаваемой противоточно под давлением от 1 до 100 бар (абс.) и при температуре ниже температуры плавления зольного остатка, содержащегося в соответствующем топливе, могут быть газифицированы с образованием неочищенного получаемого газа (Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Vol. A 12, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1989, p. 218-226; Lurgi Handbuch, Lurgi Gasellschaften, Frankfurt am Main 1970, 2nd chapter 2.1). Из неочищенного получаемого газа с давлением от 5 до 40 бар (абс.) при помощи, так называемого, способа Rectisol® (публикация фирмы № 1676е/07.02/10; Lurgi Ol Gas Chemie GmbH, Frankfurt 2002) содержащиеся в этом газе нежелательные компоненты СО2, СН4, пары воды, N2, Ar, H2S, COS, HCN, NH3, карбонилы никеля и железа, компоненты смол, CS2, меркаптаны, нафталины, тиофены, органические сульфиды и CnHm могут быть абсорбированы в нескольких зонах холодным оксигенатом, таким как CH3OH или DME, при этом СО2 удаляют в последней зоне. Насыщенный оксигенат регенерируют путем редуцирования, вакуумирования или нагревания и, затем, используют снова. Нежелательные компоненты могут быть извлечены из отходящих газов или конденсатов.
Неожиданно было обнаружено, что описанный выше способ очистки неочищенного газа, получаемого газификацией твердого топлива, каковой способ основан на способности холодных оксигенатов, особенно СН3ОН, удалять все газообразные примеси из неочищенного получаемого газа за одну технологическую стадию, также может быть использован для удаления СО2 из циркулирующей газообразной флегмы, образующейся при прямом восстановлении железной руды и насыщенной СО2 и водяным паром. В зависимости от того, какой способ прямого восстановления используется, температура газообразной флегмы составляет от 50 до 250°С, а давление соответствует диапазону от 2 до 8 бар (абс.).
В ходе прямого восстановления железную руду в форме гранул размером от 3 до 15 мм или, также, крупнокусковую руду размером от 3 до 20 мм нагревают во вращающейся печи до температуры восстановления получаемым газом, выступающим в роли восстановителя, и восстанавливают непосредственно до губчатого металлического железа. В результате реакции получаемого газа с железной рудой образуются СО2 и водяные пары, которые необходимо непрерывно удалять из циркулирующей газообразной флегмы путем отделения СО2, по возможности, вместе с соединениями серы, содержащимися в газообразной флегме, посредством хемосорбционной промывки газа и конденсации водяных паров.
Целью настоящего изобретения является освобождение газообразной флегмы, циркулирующей в процессе прямого восстановления железной руды, от водяных паров и осуществление промывки газа с физической сорбцией СО2, содержащегося в газообразной флегме.
Достижение этой цели состоит в том, что газообразную флегму, насыщенную водяными парами и СО2, с температурой от 50 до 250°С и давлением от 2 до 8 бар (абс.) отводят из цикла циркуляции газообразной флегмы процесса прямого восстановления железной руды, охлаждают до температуры от 15 до 45°С, повышают давление до величины от 25 до 75 бар (абс.) и, лишенную водяных паров, смешивают с обессеренным получаемым газом перед физической сорбцией СО2. При этом газообразная флегма, отводимая из цикла циркуляции газообразной флегмы процесса прямого восстановления железной руды при низком давлении от 2 до 8 бар (абс.), может быть сжата до давления от 25 до 75 бар (абс.), необходимого для физической сорбции СО2, и, таким образом, СО2 может быть отделен одновременно от обессеренного получаемого газа и газообразной флегмы. При такой процедуре более нет необходимости в осуществлении хемосорбционной промывки и промывки водой непосредственно в цикле циркуляции газообразной флегмы процесса прямого восстановления железной руды. Кроме того, одновременная физическая сорбция СО2 из газовой смеси, состоящей из обессеренного получаемого газа и отводимой газообразной флегмы, не содержащей водяных паров, позволяет осуществить жидкостное связывание СО2. Энергию, необходимую для повышения давления отводимой газообразной флегмы, получают при дросселировании газовой смеси. Также возможно использование этого избытка энергии для производства электроэнергии.
Водяные пары, содержащиеся в отводимой газообразной флегме, удаляют путем конденсации.
В рамках дальнейшего развития настоящего изобретения, удаление содержащихся в отводимой газообразной флегме, охлажденной до температуры от 15 до 45°С и сжатой до давления от 25 до 75 бар (абс.), водяных паров осуществляют путем физической сорбции с использованием оксигенатов.
Целесообразно отводить из цикла циркуляции процесса прямого восстановления железной руды от 10 до 80% об., предпочтительно, от 10 до 60% об. газообразной флегмы.
Дальнейшее развитие способа настоящего изобретения предусматривает снижение давления газовой смеси, полученной после физической сорбции СО2, имеющей температуру от 0 до 30°С и давление от 25 до 75 бар (абс.), до величины от 2 до 8 бар (абс.), соответствующей давлению циркулирующей газообразной флегмы, нагревание до температуры от 150 до 250°С и подачу в цикл циркуляции газообразной флегмы процесса прямого восстановления железной руды.
Целесообразно осуществлять нагревание газовой смеси с пониженным давлением и температурой от 0 до 30°С путем передачи тепловой энергии от отводимой газообразной флегмы к этой газовой смеси.
В отдельном варианте осуществления настоящего изобретения предусматривается, что СО2, десорбованный путем снижения давления насыщенного оксигената до, практически, атмосферного давления, переводят в сверхкритическое состояние и используют для вытеснения нефти растворителями из тех нефтяных залежей, откуда нефть уже частично извлекли, или для хранения в подземных хранилищах в пористых пластах, кавернах-хранилищах, истощенных месторождениях природного газа или горизонтах соленых вод. С этой целью десорбированный СО2 сжимают до давления от 10 до 30 бар (абс.) и охлаждают до температуры от -5 до -40°С. В других случаях использования достаточно повысить давление десорбированного СО2 до 40 бар (абс.).
Оборудование для осуществления настоящего способа включает установку, состоящую из турбины на валу с компрессорным узлом, в котором содержащую СО2 газообразную флегму, из которой удалена большая часть водяных паров, сжимают до давления очищенного получаемого газа, и дросселирующим узлом, в котором уменьшают давление полученной газовой смеси, и генератора, соединенного с турбиной. В случае возможного дефицита энергетического баланса между отводимой газообразной флегмой и газовой смесью, подаваемой в цикл циркуляции газообразной флегмы, генератор также может быть использован в качестве электродвигателя для компенсации.
Далее настоящее изобретение более подробно поясняется со ссылкой на технологическую схему и пример осуществления, схематически показанный на чертеже.
В не показанном устройстве для газификации под давлением из битуминозного угля (который считается не содержащим воду и золу) производится 200000 кг/ч неочищенного получаемого газа состава 27,8% об. СО2, 23% об. СО, 28,6% об. Н2, 9,1% об. СН4, 0,4% об. CnHm, 0,4% об. N2, который после удаления HCN и NH3 на не показанной предварительной стадии и охлаждения до температуры в диапазоне от 25 до 45°С, предпочтительно, 35°С, под давлением в диапазоне от 15 до 40 бар (абс.), предпочтительно, 27 бар (абс.) подают по трубопроводу (1) на первую ступень (2) газопромывной колонны. В газопромывной колонне H2S и COS, а также любые другие серосодержащие соединения, удаляют путем абсорбции из неочищенного получаемого газа холодным СН3ОН и выводят из процесса по трубопроводу (3) при температуре 30±5°С и давлении 1,5±0,5 бар (абс.). С первой ступени (2) газопромывной колонны обессеренный получаемый газ с температурой в диапазоне от 0 до 30°С, предпочтительно, 18°С подают при, приблизительно, том же давлении по трубопроводу (4) на вторую ступень (5) промывки газа, где СО2 отделяют путем абсорбции холодным СН3ОН и выводят из процесса по трубопроводу (6) при температуре 30±5°С и давлении 1,5±0,5 бар (абс.).
Существует возможность уменьшения давления СН3ОН, насыщенного поглощенным СО2, и сжижения десорбированного СО2 путем переведения его в сверхкритическое состояние и использования для других целей. В остальных случаях использования достаточно повысить давление десорбированного СО2 до 40 бар (абс.).
Газовую смесь, выходящую со второй ступени (5) промывки газа с температурой в диапазоне от 0 до 30°С, предпочтительно, 23°С и давлением в диапазоне от 25 до 75 бар (абс.), предпочтительно, 32 бар (абс.), образованную очищенным получаемым газом и не содержащей СО2 и водяных паров газообразной флегмой, по трубопроводу (7) подают на ступень дросселирования (8) турбины на валу (9), где давление этой газовой смеси снижается до значений диапазона от 2 до 8 бар (абс.), предпочтительно, 4 бар (абс.) при температуре - в зависимости от состава данной газовой смеси - в диапазоне от 0 до 30°С. На ступень компрессии (10) турбины на валу (9) по трубопроводу (11, 11') подают газообразную флегму, насыщенную СО2 и водяным паром, с давлением в диапазоне от 2 до 8 бар (абс.), предпочтительно, 4 бар (абс.) и температурой в диапазоне от 50 до 250°С, предпочтительно, 135°С, отводимую из цикла циркуляции газообразной флегмы процесса прямого восстановления железной руды, каковая газообразная флегма проходит через теплообменник (12), через который проходит и газовая смесь. В теплообменнике (12) большая часть водяных паров, содержащихся в газообразной флегме, подаваемой по трубопроводу (11), конденсируется, конденсат выводится из процесса по трубопроводу (13). Газообразную флегму, выходящую со ступени компрессии (10) по трубопроводу (14), которая после компрессии находится под давлением в диапазоне от 25 до 75 бар (абс.), предпочтительно, 34 бар (абс.) и имеет температуру в диапазоне от 15 до 45°С, предпочтительно, 24°С, после охлаждения подают на вторую ступень (5) промывки газа. Вторая ступень (5) включает колонну обезвоживания, в которой из газообразной флегмы оставшиеся водяные пары удаляют путем охлаждения и сушки с использованием СН3ОН. Перед подачей на вторую ступень (5) промывки газа газообразная флегма, необязательно, может быть пропущена через теплообменник (15), расположенный на трубопроводе (14) с тем, чтобы предварительно снизить температуру газообразной флегмы. Газовую смесь, выходящую со ступени дросселирования (8) турбины на валу (9) по трубопроводу (16, 16') с температурой в диапазоне от 0 до 30°С, предпочтительно, 10°С, направляют в теплообменник (12). В результате теплообмена с отводимой газообразной флегмой газовая смесь, подаваемая на прямое восстановление железной руды, нагревается до температуры в диапазоне от 150 до 250°С, предпочтительно, 280ºС и имеет давление в диапазоне от 2 до 8 бар (абс.), предпочтительно, 6 бар (абс.). С валом турбины (9) соединен генератор (17), который, в случае необходимости, может быть использован в качестве электродвигателя.

Claims (11)

1. Способ обработки неочищенного газа, получаемого газификацией под давлением твердого топлива при температуре от 800 до 1500°С под давлением от 2 до 100 бар (абс.), предпочтительно от 5 до 40 бар (абс.), содержащего в основном H2, СО, СН4, СО2, N2, пары воды, а также, в зависимости от типа топлива, небольшие количества одного или нескольких компонентов из H2S, COS, HCN, NH3, CnHm и следы карбонилов никеля и железа, компонентов смол, CS2, меркаптанов, нафталинов, тиофенов и органических сульфидов, причем из получаемого газа после охлаждения до температуры от 15 до 45°С удаляют на предварительной стадии - HCN и NH3, на первой стадии - H2S, COS и любые другие возможно присутствующие серосодержащие соединения, и на второй стадии - CO2 путем физической сорбции, используя оксигенаты с температурой от +10 до 80°С, а чистый получаемый газ подают на прямое восстановление железной руды в качестве газа-восстановителя и/или топливного газа, отличающийся тем, что газообразную флегму, насыщенную водяными парами и СО2, с температурой от 50 до 250°С и давлением от 2 до 8 бар (абс.), отводят из цикла циркуляции газообразной флегмы процесса прямого восстановления железной руды, охлаждают до температуры от 15 до 45°С, повышают давление до величины от 25 до 75 бар (абс.) и, лишенную водяных паров, смешивают с обессеренным получаемым газом перед физической сорбцией СО2.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что неочищенный получаемый газ перед подачей на предварительную стадию удаления HCN и NH3 подвергают процессу конверсии СО.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что водяные пары, содержащиеся в отводимой газообразной флегме, удаляют путем конденсации.
4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что водяные пары, содержащиеся в отводимой газообразной флегме с температурой от 15 до 45°С и сжатой до давления от 25 до 75 бар (абс.), удаляют путем физической сорбции, используя оксигенат.
5. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что из цикла циркуляции отводят от 10 до 80 об.%, предпочтительно от 10 до 60 об.% газообразной флегмы.
6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что газовую смесь, состоящую из очищенного получаемого газа и не содержащей CO2 и водяных паров газообразной флегмы, полученную после удаления СО2 путем физической сорбции с температурой от 0 до 30°С и давлением от 25 до 75 бар (абс.), после снижения давления до величины от 2 до 8 бар (абс.), преобладающей в цикле циркуляции газообразной флегмы, и нагревания до температуры от 150 до 250°С подают в цикл циркуляции газообразной флегмы.
7. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что тепловая энергия отводимой газообразной флегмы передается к газовой смеси непосредственно после снижения ее давления.
8. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что СО2, десорбованный путем снижения давления насыщенного оксигената до, практически, атмосферного давления, переводят в сверхкритическое состояние и используют для вытеснения нефти растворителями из тех нефтяных залежей, откуда нефть уже частично извлекли, или для хранения в подземных хранилищах в пористых пластах, кавернах-хранилищах, истощенных месторождениях природного газа или горизонтах соленых вод.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что десорбированный CO2 сжимают до давления от 10 до 30 бар (абс.) и охлаждают до температуры от -40 до -5°С.
10. Оборудование для осуществления способа по любому одному или более из пп.1-9, отличающееся тем, что оно содержит: газопромывную колонну первой стадии для приема входящего неочищенного газа после удаления HCN и NH3 на предварительной стадии, причем первая стадия предназначена для удаления H2S, COS и любых других серосодержащих соединений с получением обессеренного газа;
теплообменник, через который проходит входящая газообразная флегма, отводимая с прямого восстановления железной руды;
турбину на валу, содержащую ступень дросселирования и ступень компрессии, причем ступень компрессии предназначена для приема и сжатия газообразной флегмы, которая проходит через теплообменник;
газопромывную колонну второй стадии для приема обессеренного газа с первой стадии и сжатой газообразной флегмы со ступени компрессии турбины на валу и для отделения СО2, который затем отводят с получением смеси чистого получаемого газа, давление которой может быть затем снижено на ступени дросселирования турбины на валу, причем газовую смесь с пониженным давлением затем пропускают через теплообменник до ее возврата на стадию прямого восстановления железной руды в качестве газа-восстановителя и/или топливного газа.
11. Оборудование по п.9, отличающееся тем, что турбина на валу соединена с генератором, который может быть использован в качестве электродвигателя.
RU2009148023/05A 2007-05-24 2008-05-23 Способ и оборудование для обработки газа, получаемого газификацией твердого топлива под давлением RU2475515C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007024312.1 2007-05-24
DE200710024312 DE102007024312B4 (de) 2007-05-24 2007-05-24 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Reduktionsgas und/oder Brenngas für die Direktreduktion von Eisenerz
PCT/EP2008/004147 WO2008141839A2 (de) 2007-05-24 2008-05-23 Verfahren und vorrichtung zum behandeln von durch druckvergasen fester brennstoffe erzeugtem produktgas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009148023A RU2009148023A (ru) 2011-06-27
RU2475515C2 true RU2475515C2 (ru) 2013-02-20

Family

ID=39874010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148023/05A RU2475515C2 (ru) 2007-05-24 2008-05-23 Способ и оборудование для обработки газа, получаемого газификацией твердого топлива под давлением

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8500866B2 (ru)
EP (1) EP2148913A2 (ru)
KR (1) KR101458244B1 (ru)
CN (1) CN101679888A (ru)
AU (1) AU2008253245B2 (ru)
CA (1) CA2687996A1 (ru)
DE (1) DE102007024312B4 (ru)
MX (1) MX2009012514A (ru)
RU (1) RU2475515C2 (ru)
UA (1) UA100856C2 (ru)
WO (1) WO2008141839A2 (ru)
ZA (1) ZA200907997B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038323A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Biomasse
US8535418B2 (en) * 2010-11-22 2013-09-17 General Electric Company Gaseous byproduct removal from synthesis gas
DE102011100202A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Lurgi Gmbh Verfahren zur Vergasung von festem, kohlenstoffhaltigem Einsatzstoff
US9869167B2 (en) * 2012-11-12 2018-01-16 Terracoh Inc. Carbon dioxide-based geothermal energy generation systems and methods related thereto
US11685673B2 (en) 2021-06-06 2023-06-27 Christopher R. Moylan Systems and methods for removal of carbon dioxide from seawater
US11407667B1 (en) 2021-06-06 2022-08-09 Christopher R. Moylan Systems and methods for removal of carbon dioxide from seawater

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4235624A (en) * 1977-07-27 1980-11-25 Didier Engineering Gmbh Method for processing coke oven gas
SU1145934A3 (ru) * 1981-02-04 1985-03-15 Мидрекс Корпорейшн (Фирма) Способ получени восстановительного газа дл восстановлени окислов железа в шахтной печи
EP0143986A1 (de) * 1983-11-25 1985-06-12 Fried. Krupp Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Entschwefeln von Reduktionsgas
RU2135597C1 (ru) * 1994-10-17 1999-08-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Способ получения расплава чугуна или полуфабрикатов стали, а также губчатого железа из железной руды и установка для его осуществления
US20060027043A1 (en) * 2004-08-03 2006-02-09 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas
RU2277127C1 (ru) * 2005-01-17 2006-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" Способ вдувания горячих восстановительных газов в доменную печь

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853538A (en) * 1973-07-20 1974-12-10 Steel Corp Use of reducing gas by coal gasification for direct iron ore reduction
AU543499B2 (en) * 1979-04-24 1985-04-26 Foster Wheeler Ltd. Producing hydrogen and injecting into direct reduction furnaces or blast furnaces
AT387038B (de) * 1986-11-25 1988-11-25 Voest Alpine Ag Verfahren und anlage zur gewinnung von elektrischer energie neben der herstellung von fluessigem roheisen
US4756750A (en) * 1987-04-27 1988-07-12 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the direct reduction of iron ore
DE4026732A1 (de) * 1990-08-24 1992-02-27 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur reinigung eines oxidationsabgases mit energierueckgewinnung
AT403929B (de) * 1996-07-10 1998-06-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum erzeugen eines für eine reduktion von metallerz dienenden reduktionsgases und anlage zur durchführung des verfahrens
US6214084B1 (en) * 1997-09-03 2001-04-10 The Boc Group, Inc. Iron manufacturing process
US6027545A (en) * 1998-02-20 2000-02-22 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for producing direct reduced iron with improved reducing gas utilization
KR20020051014A (ko) * 2000-12-22 2002-06-28 신현준 이산화탄소의 분리처리에 의한 코크스가스 정제 장치 및방법
BRPI0410313A (pt) * 2003-05-15 2006-05-23 Hylsa Sa método e aparelho para uso aperfeiçoado de fontes de energia primárias em usinas de aço integradas
KR20050029924A (ko) * 2003-09-24 2005-03-29 주식회사 포스코 이산화탄소 포집장치를 구비한 코크스오븐가스 정제장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4235624A (en) * 1977-07-27 1980-11-25 Didier Engineering Gmbh Method for processing coke oven gas
SU1145934A3 (ru) * 1981-02-04 1985-03-15 Мидрекс Корпорейшн (Фирма) Способ получени восстановительного газа дл восстановлени окислов железа в шахтной печи
EP0143986A1 (de) * 1983-11-25 1985-06-12 Fried. Krupp Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Entschwefeln von Reduktionsgas
RU2135597C1 (ru) * 1994-10-17 1999-08-27 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ Способ получения расплава чугуна или полуфабрикатов стали, а также губчатого железа из железной руды и установка для его осуществления
US20060027043A1 (en) * 2004-08-03 2006-02-09 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas
RU2277127C1 (ru) * 2005-01-17 2006-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" Способ вдувания горячих восстановительных газов в доменную печь

Also Published As

Publication number Publication date
US8500866B2 (en) 2013-08-06
DE102007024312B4 (de) 2009-04-30
US20110126542A1 (en) 2011-06-02
KR101458244B1 (ko) 2014-11-04
DE102007024312A1 (de) 2008-11-27
WO2008141839A3 (de) 2009-01-15
MX2009012514A (es) 2010-04-21
ZA200907997B (en) 2011-03-30
AU2008253245B2 (en) 2012-08-30
CN101679888A (zh) 2010-03-24
KR20100027154A (ko) 2010-03-10
CA2687996A1 (en) 2008-11-27
WO2008141839A2 (de) 2008-11-27
AU2008253245A1 (en) 2008-11-27
RU2009148023A (ru) 2011-06-27
EP2148913A2 (de) 2010-02-03
UA100856C2 (ru) 2013-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2475515C2 (ru) Способ и оборудование для обработки газа, получаемого газификацией твердого топлива под давлением
Supp How to produce methanol from coal
US4011066A (en) Process of purifying gases produced by the gasification of solid or liquid fossil fuels
RU2515325C2 (ru) Способ и устройство для получения сырьевого синтез-газа
US4088735A (en) Process for purifying gases from the gasification of fossil fuels
EP0130846B1 (en) Process for the production of ammonia
US8641802B2 (en) Method for treating a process gas flow containing CO2
CN102031159A (zh) 一种焦炉煤气净化液化工艺
PL215288B1 (pl) Uklad chlodzacy, zwlaszcza dla elektrowni
WO2012145910A1 (zh) 生产甲醇的方法和设备
ES2856258T3 (es) Método para la obtención de dimetil éter y dióxido de carbono
WO2020131427A1 (en) Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization and power generation
RU2667912C2 (ru) Системы и способы получения диметилсульфида из газифицированного кокса
FI76707B (fi) Foerfarande foer rening av gaser innehaollande kondenserbara komponenter.
US20110173886A1 (en) Hot gas purification
US3963825A (en) Process of desulfurizing hot gases
US4774021A (en) Partial oxidation of sulfur-containing solid carbonaceous fuel
CN106362546A (zh) 改进的酸性变压吸附方法
WO2012130258A1 (en) Method for the purification of raw gas
JPS5946996B2 (ja) コ−クス炉ガスの脱硫法
RU2070423C1 (ru) Установка для комплексной очистки нефтяного и природного газов
JPS59182892A (ja) 移動床内と流動床内とでの固体燃料のガス化方法
JPH0319161B2 (ru)
US8241603B1 (en) Process and system for removing sulfur from sulfur-containing gaseous streams
US20130011325A1 (en) Process For The Production Of Hydrogen And Carbon Dioxide Utilizing Dry Magnesium Based Sorbents In A Fixed Bed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170524