RU2580747C2 - Способ производства синтез-газа - Google Patents

Способ производства синтез-газа Download PDF

Info

Publication number
RU2580747C2
RU2580747C2 RU2013116731/05A RU2013116731A RU2580747C2 RU 2580747 C2 RU2580747 C2 RU 2580747C2 RU 2013116731/05 A RU2013116731/05 A RU 2013116731/05A RU 2013116731 A RU2013116731 A RU 2013116731A RU 2580747 C2 RU2580747 C2 RU 2580747C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
filter
reactor
slag
synthesis gas
Prior art date
Application number
RU2013116731/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013116731A (ru
Inventor
Иоганнес ДОСТАЛЬ
Доменико ПАВОНЕ
Original Assignee
Тиссенкрупп Уде Гмбх
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 Тиссенкрупп Уде Гмбх filed Critical Тиссенкрупп Уде Гмбх
Publication of RU2013116731A publication Critical patent/RU2013116731A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2580747C2 publication Critical patent/RU2580747C2/ru

Links

Images

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
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • 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
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C10J3/526—Ash-removing devices for entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B43/00—Preventing or removing incrustations
    • C10B43/14—Preventing incrustations
    • 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
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • 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
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C10J3/523—Ash-removing devices for 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
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the 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
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C10J3/845—Quench rings
    • 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
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/049—Composition of the impurity the impurity being carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0888—Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894—Generation of steam
    • 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
    • C10J2300/0916—Biomass
    • 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
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • 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
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к газовой и химической промышленности. Твердые или жидкие углеродсодержащие топлива газифицируют с кислородсодержащим окислительным средством в реакторе (1). Синтез-газ выводят из реактора (1) через верхнюю часть, а образовавшиеся во время реакции минеральные капли шлака - в направлении силы тяготения вниз. Газификацию проводят в реакторе (1) при температуре от 800 до 1800°С. Синтез-газ без охлаждения направляют через фильтр горячего газа (2) и затем для охлаждения через газотрубный котел (3). Отделяющиеся на фильтре горячего газа частицы шлака (13) направляют назад в реактор (1) газификации в направлении силы тяготения. Изобретение позволяет использовать для отвода тепла дешевые газотрубные котлы вместо котлов с радиационными поверхностями нагрева. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к способу производства синтез-газа описанного в ограничительной части п.1 формулы изобретения вида.
Подобный способ, который занимается удалением жидкой золы и щелочей из синтез-газа, описывает WO 2009/080334 А2 заявителя.
В мире существует большое количество установок для газификации угля и биомасс. Подавляющее число этих установок предназначено для производства синтез-газа, аммиака, водорода или метанола.
Существует единое мнение, что для электростанций, работающих в комбинированном цикле производства электроэнергии из предварительно газифицированного угля, и для производства синтетических энергоносителей, прежде всего, рациональным является способ газификации во взвешенном потоке. Впрочем, доступность газификаторов во взвешенном потоке должна быть значительно увеличена.
В процессах газификации во взвешенном потоке температура процесса повышается настолько, что минеральные составляющие угля сплавляются в жидкий шлак. Шлак стекает по цилиндрической стенке реактора вниз и покидает газификатор через шлаковое отверстие в конической зоне газификатора. Он попадает в водяную ванну (шлаковую ванну), здесь становится твердым и становится гранулированным с образованием мелкого стеклообразного гранулята. Однако небольшая часть жидких капель золы захватывается синтез-газом и через выход газа попадает в охладитель сырого газа.
Выходящий из верхней зоны газификатора синтез-газ имеет высокую температуру, которая выше 1500°C. При этой температуре частицы летучей золы являются более или менее жидкими и липкими. Поэтому синтез-газ должен быть охлажден до области нелипкости приблизительно от 850 до 900°C, прежде чем он может прийти в контакт с теплообменными трубами газотрубного котла.
Газотрубный котел имеет многочисленные применения при использовании тепла дымовых газов. Лимитирующей для его применения является, прежде всего, входная температура, так как содержащиеся в дымовом газе частицы золы при температуре выше 850°C являются от липких до жидкотекучих.
Также существует много способов газификации, которые разными путями осуществляют использование отходящего тепла, причем горячий сырой газ сначала частично охлаждается водой или холодным газом в трубе быстрого охлаждения до температуры около 850°C, прежде чем газ отводится и используется в конвективном котле.
Задачей изобретения является создание способа, который позволяет использовать для отвода тепла существенно более дешевые газотрубные котлы вместо котлов с радиационными поверхностями нагрева.
Способом описанного вначале вида эта задача согласно изобретению решена за счет того, что синтез-газ в неохлажденном состоянии направляется через фильтр горячего газа, а затем для охлаждения - через газотрубный котел, причем отделенные в фильтре горячего газа частицы золы/шлака отводятся в направлении силы тяжести назад в реактор газификации.
С помощью изобретения решена проблема, что при слишком раннем охлаждении частиц они припекаются к газотрубному котлу и закупоривают его, что приводит к частой остановке, чтобы очистить соответствующие части установки. Это устраняется с помощью изобретения.
Варианты осуществления изобретения следуют из дополнительных пунктов формулы изобретения. При этом может быть предусмотрено, что фильтр горячего газа выполнен в виде керамического фильтра, причем содержащиеся в неохлажденном синтез-газе парообразные щелочи удаляются из синтез-газа посредством или после приведения в контакт с геттерной керамикой.
Наряду с выполнением фильтров горячего газа с использованием керамических частиц, еще одна возможность заключается в том, чтобы встраивать в фильтр охлаждаемые трубы с покрытием, например путем покрытия керамикой, которая, например, нанесена путем крепления на шипах; здесь возможны также другие выполнения фильтра.
Согласно изобретению в одном варианте осуществления предусмотрено, что в фильтре горячего газа могут быть установлены скорости газа от 1 до 10 м/с, прежде всего 3 м/с. Для оптимальной теплопередачи при этом может быть также предусмотрено, что скорость газа в газотрубном котле устанавливается равной 15-25 м/с.
Целесообразные варианты осуществления согласно изобретению заключаются в том, что газификация проводится в реакторе при температуре от 800 до 1800°C и рабочем давлении от 0,1 до 10 МПа, и для отделения примесных веществ на фильтре перед фильтром примешиваются добавки.
Наконец, в способе согласно изобретению может быть также предусмотрено, что газ протекает через несколько ступеней фильтрования, причем выходная температура газа за последней фильтрующей ступенью устанавливается выше температуры текучести золы/шлака. Так, например, согласно изобретению можно для отделения шлака сначала установить фильтр горячего газа, а затем фильтр из геттерной керамики, которая во время работы сама медленно расходуется и иногда заменяется.
Для решения поставленной задачи изобретение предусматривает также установку с реактором для производства синтез-газа из углеродсодержащего топлива с подводом кислородсодержащего окислительного средства в реактор и охлаждением дымового газа, которая отличается тем, что в направлении потока сырого газа за реактором сначала подключен фильтр для частиц золы/шлака с последующим фильтром из геттерной керамики, а за ним - газотрубный котел для охлаждения газа.
Еще один вариант выполнения подобной установки может согласно изобретению заключаться в том, что керамический фильтр горячего газа имеет керамическую опорную сетку и засыпку из насадочных тел.
В другом варианте выполнения может быть предусмотрено, что предусмотрен контроль давления на фильтре и газотрубном котле для регистрации рабочего и/или разностного давления.
При этом установка в еще одном варианте выполнения может отличаться тем, что используемые в фильтре или фильтрах насадочные тела могут быть выполнены в виде шаров, колец Рашига, ударных колец (Prallringe), седловидных насадок (Sattelkörper) или цилиндрических тел, или в виде тел неправильной формы, полученных дроблением природных материалов, причем насадочные тела могут иметь сотовую или пластинчатую структуру.
Изобретение будет далее более подробно описано с использованием черртежей. На них показаны:
Фиг.1 - схематическое изображение реактора газификации,
Фиг.2 - увеличенное изображение реактора газификации с фильтром горячего газа, а также
Фиг.3 - принципиальная схема способа согласно изобретению.
На фиг.1 схематически показан обозначенный в общем ссылочным обозначением 1 реактор газификации, в верхней части которого расположен фильтр горячего газа, обозначенный в общем ссылочным обозначением 2, к которому примыкает газотрубный котел 3.
Реактор 1 и фильтр 2 расположены непосредственно друг над другом, то есть фильтр 2 образует в некоторой степени выходное отверстие реактора. За счет этого, в отличие от уровня техники устраняется элемент для выноса шлака, а также связанные с ним тепловые потери.
В представленном примере фильтр горячего газа имеет керамические насадочные тела 8, которые лежат на керамической сетке 5. Расплавленная зола, которая там отделяется, обозначена на фиг.2 ссылочным обозначением 6, она направляется назад в оснащенное выпускным отверстием 7 для шлака внутреннее пространство 9 реактора, что обозначено стрелкой 13.
Подвод, например, топлива и водяного пара во внутреннее пространство 9 реактора в упрощенном виде представлен двумя стрелками 10 и 11.
В примере на фиг.2 над фильтром 2 горячего газа еще обозначен фильтр 12 из геттерной керамики, который при использовании согласно предписаниям расходуется и располагается там с возможностью замены, что более подробно не показано.
На фиг.1 указаны также параметры:
T = местная температура
Ts = температура плавления шлака
W = скорость потока соответствующего газа.
На фиг.3 показана схематическая технологическая схема с использованием реактора 1 газификации согласно изобретению с подключенным высокотемпературным фильтром 2 и подключенным далее газотрубным котлом 3.
Возврат шлака из высокотемпературного фильтра 2, как и на фиг.2, символически представлен стрелкой 13, как и подвод топлива и водяного пара (стрелки 10 и 11).
После газотрубного котла 3, как показано на фиг.3, подключены промыватель 14, сатуратор 15 и реактор 16 конверсии СО (CO-Shift). Благодаря тому, что в верхней зоне реактора 1 с реактором 1 сопряжен фильтр 2, к тому же становится возможной очень компактная конструкция, так как горячий газ (T>TS) может быть отведен, так как в газе больше не содержатся никакие частицы шлака. В уровне техники, напротив, горячий газ охлаждается намного ниже TS для предотвращения зарастания газотрубного котла и, тем самым, остановки, прежде чем он может попасть в газотрубный котел или котел-утилизатор. Преимущество расположенного в верхней зоне реактора 1 фильтра 2 заключается таким образом также в том, что для выработки пара может быть использован горячий газ с очень высокой температурой (~1500°C), а не начиная с примерно 850 до 900°C.
Конечно, описанный пример осуществления изобретения может быть изменен во многих отношениях, не выходя за пределы основной идеи. Так, например, щелочи могут связываться геттерными частицами, которые добавляются в поток дымовых газов как добавки, и т.п.

Claims (25)

1. Способ производства синтез-газа посредством газификации твердых или жидких углеродсодержащих топлив с кислородсодержащим окислительным средством в реакторе, причем синтез-газ выводят из реактора через верхнюю часть, а образовавшиеся во время реакции минеральные капли шлака - в направлении силы тяготения вниз, отличающийся тем, что газификацию проводят в реакторе при температуре от 800 до 1800°С, и синтез-газ без охлаждения направляют через фильтр горячего газа и затем для охлаждения через газотрубный котел, причем отделяющиеся на фильтре горячего газа частицы шлака направляют назад в реактор газификации в направлении силы тяготения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фильтра горячего газа используют керамический фильтр, причем содержащиеся в неохлажденном синтез-газе парообразные щелочи удаляют из синтез-газа посредством или после приведения в контакт с геттерной керамикой.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что скорость газа в фильтре горячего газа устанавливают от 1 до 10 м/с, прежде всего 3 м/с.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что скорость газа в газотрубном котле устанавливают равной 15-25 м/с.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что газификацию проводят в реакторе при рабочем давлении от 0,1 до 10 МПа, и для отделения на фильтре примесных веществ перед фильтром подмешивают добавки.
6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что газификацию проводят в реакторе при рабочем давлении от 0,1 до 10 МПа, и для отделения на фильтре примесных веществ перед фильтром подмешивают добавки.
7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что газификацию проводят в реакторе при рабочем давлении от 0,1 до 10 МПа, и для отделения на фильтре примесных веществ перед фильтром подмешивают добавки.
8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что газ проводят через несколько последовательных фильтрующих ступеней, причем выходную температуру газа за последней фильтрующей ступенью устанавливают выше температуры плавления шлака.
9. Способ по п. 3, отличающийся тем, что газ проводят через несколько последовательных фильтрующих ступеней, причем выходную температуру газа за последней фильтрующей ступенью устанавливают выше температуры плавления шлака.
10. Способ по п. 4, отличающийся тем, что газ проводят через несколько последовательных фильтрующих ступеней, причем выходную температуру газа за последней фильтрующей ступенью устанавливают выше температуры плавления шлака.
11. Способ по п. 5, отличающийся тем, что газ проводят через несколько последовательных фильтрующих ступеней, причем выходную температуру газа за последней фильтрующей ступенью устанавливают выше температуры плавления шлака.
12. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что газ проводят через несколько последовательных фильтрующих ступеней, причем выходную температуру газа за последней фильтрующей ступенью устанавливают выше температуры плавления шлака.
13. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что синтез-газ из реактора направляют в расположенный в верхней зоне реактора фильтр горячего газа.
14. Способ по п. 3, отличающийся тем, что синтез-газ из реактора направляют в расположенный в верхней зоне реактора фильтр горячего газа.
15. Способ по п. 4, отличающийся тем, что синтез-газ из реактора направляют в расположенный в верхней зоне реактора фильтр горячего газа.
16. Способ по п. 5, отличающийся тем, что синтез-газ из реактора направляют в расположенный в верхней зоне реактора фильтр горячего газа.
17. Способ по одному из пп. 6, 7, 9-11, отличающийся тем, что синтез-газ из реактора направляют в расположенный в верхней зоне реактора фильтр горячего газа.
18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что синтез-газ из реактора направляют в расположенный в верхней зоне реактора фильтр горячего газа.
19. Установка для осуществления способа по одному из пп. 1-18, содержащая реактор для производства синтез-газа из углеродсодержащих топлив с подводом кислородсодержащих окислительных средств в реактор и охлаждением дымовых газов, причем в направлении потока сырого газа за реактором (1) сначала подключен фильтр (2) для частиц шлака с последующим фильтром из геттерной керамики, и за ними - газотрубный котел (3) для охлаждения газа.
20. Установка по п. 19, отличающаяся тем, что керамический фильтр (2) горячего газа имеет керамическую опорную сетку (5) и засыпку из насадочных тел (8).
21. Установка по п. 19 или 20, отличающаяся тем, что у фильтра (2) и газотрубного котла (3) предусмотрен контроль давления для регистрации рабочего давления и/или разностного давления.
22. Установка по п. 19 или 20, отличающаяся тем, что используемые в фильтре или фильтрах насадочные тела (8) могут быть выполнены в виде шаров, колец Рашига, ударных колец, седловидных насадок, или в виде цилиндрических тел, или в виде тел неправильной формы, полученных дроблением природных материалов.
23. Установка по п. 21, отличающаяся тем, что используемые в фильтре или фильтрах насадочные тела (8) могут быть выполнены в виде шаров, колец Рашига, ударных колец, седловидных насадок, или в виде цилиндрических тел, или в виде тел неправильной формы, полученных дроблением природных материалов.
24. Установка по п. 22, отличающаяся тем, что насадочные тела (8) имеют сотовую или пластинчатую структуру.
25. Установка по п. 19 или 20, отличающаяся тем, что в верхней зоне реактора (1) с реактором (1) сопряжен фильтр (2).
RU2013116731/05A 2010-09-15 2011-09-02 Способ производства синтез-газа RU2580747C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010045537A DE102010045537A1 (de) 2010-09-15 2010-09-15 Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas
DE102010045537.7 2010-09-15
PCT/EP2011/004435 WO2012034654A1 (de) 2010-09-15 2011-09-02 Verfahren zur erzeugung von synthesegas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013116731A RU2013116731A (ru) 2014-10-20
RU2580747C2 true RU2580747C2 (ru) 2016-04-10

Family

ID=44653249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013116731/05A RU2580747C2 (ru) 2010-09-15 2011-09-02 Способ производства синтез-газа

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8877097B2 (ru)
EP (1) EP2616528A1 (ru)
KR (1) KR20130109121A (ru)
CN (1) CN103154208A (ru)
AU (1) AU2011301418C1 (ru)
BR (1) BR112013006161A2 (ru)
CA (1) CA2810442A1 (ru)
CL (1) CL2013000721A1 (ru)
DE (1) DE102010045537A1 (ru)
RU (1) RU2580747C2 (ru)
TW (1) TW201219554A (ru)
UA (1) UA109912C2 (ru)
WO (1) WO2012034654A1 (ru)
ZA (1) ZA201302597B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5818704B2 (ja) * 2012-01-25 2015-11-18 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガス化炉、ガス化発電プラント
CN104673394B (zh) * 2015-02-04 2017-07-25 中国五环工程有限公司 带废热回收干粉固体燃料气化工艺及其系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294354C2 (ru) * 2005-01-17 2007-02-27 Анатолий Тимофеевич Неклеса Способ плазмотермической переработки органического топлива и установка для его осуществления
DE102006050603A1 (de) * 2006-10-26 2008-04-30 Ständer, Wolfgang, Dr.Ing. Verfahren zur Vergasung von Biomasse mit kontinuierlichem Eintrag, anschließender Zerkleinerung und Gasreinigung sowie Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens
WO2008135226A2 (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Pall Corporation Gasification apparatus and method for generating syngas from gasifiable feedstock material
US20100148122A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Conocophillips Company Gasification system and process with staged slurry addition

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8201175A (nl) * 1982-03-22 1983-10-17 Shell Int Research Werkwijze en inrichting voor het bereiden van synthesegas.
US4872886A (en) 1985-11-29 1989-10-10 The Dow Chemical Company Two-stage coal gasification process
JPH06114226A (ja) * 1992-10-02 1994-04-26 Electric Power Dev Co Ltd 高温ガス用脱塵装置
DK171423B1 (da) * 1993-03-26 1996-10-21 Topsoe Haldor As Spildevarmekedel
DE4318385C2 (de) * 1993-06-03 1997-04-10 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Abscheiden von Schlacketröpfchen aus einem Rohgas aus der Verbrennung oder Vergasung fester oder flüssiger Brennstoffe
DE4336100C1 (de) * 1993-10-22 1994-11-24 Metallgesellschaft Ag Vorrichtung zur Abscheidung flüssiger Asche
FI108942B (fi) 1998-08-25 2002-04-30 Valtion Teknillinen Menetelmä biopolttoaineen kaasuttamiseksi
DE10062320A1 (de) * 2000-12-14 2002-06-20 Borsig Gmbh Abhitzekessel zum Kühlen von heißem Synthesegas
AU2003241606A1 (en) 2002-05-22 2003-12-12 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Pulse gasification and hot gas cleanup apparatus and process
WO2004094023A2 (en) 2003-04-21 2004-11-04 Manufacturing And Technology Conversion, Inc. Process for the treatment of waste or gaseous streams
DE102008013179A1 (de) 2007-12-22 2009-06-25 Uhde Gmbh Entfernung von Flüssigasche und Alkalien aus einem Synthesegas
DE102008026267A1 (de) 2008-06-02 2009-12-03 Uhde Gmbh Modifizierter Gas- und Dampfturbinenprozess mit integrierter Kohledruckvergasung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294354C2 (ru) * 2005-01-17 2007-02-27 Анатолий Тимофеевич Неклеса Способ плазмотермической переработки органического топлива и установка для его осуществления
DE102006050603A1 (de) * 2006-10-26 2008-04-30 Ständer, Wolfgang, Dr.Ing. Verfahren zur Vergasung von Biomasse mit kontinuierlichem Eintrag, anschließender Zerkleinerung und Gasreinigung sowie Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens
WO2008135226A2 (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Pall Corporation Gasification apparatus and method for generating syngas from gasifiable feedstock material
US20100148122A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Conocophillips Company Gasification system and process with staged slurry addition

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012034654A4 (de) 2012-06-07
TW201219554A (en) 2012-05-16
US20130168608A1 (en) 2013-07-04
US8877097B2 (en) 2014-11-04
EP2616528A1 (de) 2013-07-24
AU2011301418B2 (en) 2015-07-16
KR20130109121A (ko) 2013-10-07
AU2011301418A1 (en) 2013-03-21
CN103154208A (zh) 2013-06-12
CL2013000721A1 (es) 2013-08-02
UA109912C2 (uk) 2015-10-26
WO2012034654A1 (de) 2012-03-22
RU2013116731A (ru) 2014-10-20
ZA201302597B (en) 2013-12-23
DE102010045537A1 (de) 2012-03-15
CA2810442A1 (en) 2012-03-22
AU2011301418C1 (en) 2016-02-18
BR112013006161A2 (pt) 2016-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100366710C (zh) 多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉及其工业应用
CN107880939B (zh) 一种煤气化系统
CN106433790B (zh) 可防堵渣的带热回收装置的气化设备
CN1928028A (zh) 用来通过泥浆的部分氧化产生合成煤气的方法和设备
US8769964B2 (en) System and method for cooling syngas produced from a gasifier
RU2005113825A (ru) Способ плазмотермической переработки органического топлива и установка для его осуществления
CN102676229A (zh) 组合型旋流床气化炉
CN101665724A (zh) 水煤浆气化方法及气化炉
RU2580747C2 (ru) Способ производства синтез-газа
CN101570699B (zh) 固体燃料的气化装置及生产合成气体的方法
CN103113923A (zh) 四段沫煤富氧气化方法
CN102250646A (zh) 半焦粉气化与重整气热解耦合制煤焦油和煤气的装置及方法
TWI447221B (zh) 用於製造合成氣體設備
CN105779014A (zh) J型气流床气化炉
CN201376954Y (zh) 固体燃料气化装置
CN102851080A (zh) 整体气化联合循环发电系统和气化反应器以及方法
CN104357094A (zh) 一种高效激冷装置
CN204625574U (zh) 用于产生粗制合成气的装置
AU2013237711A1 (en) Gasification system for carbon containing fuel
CN103756730B (zh) 一种蓄热式粉煤气流床气化方法
CN102260538B (zh) 生物质气浮流态高温换热气化方法与装置
CN205528625U (zh) 一种高捕渣率的生产合成气的反应器
CN202595066U (zh) 组合型旋流床气化炉
CN103409170A (zh) 一种含碳燃料分级进料的抗堵渣气化反应器
CN203999526U (zh) 一种用于气流床气化炉内高效率的新型灰渣捕集装置

Legal Events

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

Effective date: 20170903