为了在高达10MPa的压力以及超过燃料灰分的熔点的温度下从气流式气化的原始气体中进行除尘,使用一种多级的气体洗涤系统。第一级由经过改动的急冷系统和后置的、作为吹气柱工作的清洗筒构成。第二洗涤级由一个或者多个串联的文氏清洗器构成。第三洗涤级由多个用于洗涤水的高压喷雾机构、用于以1℃到15℃的幅度对所述原始气体进行冷却的、带有冷凝水形成机构的部分冷凝器以及分离筒构成,所述分离筒配备有清洗底板以及利用塑料涂覆的除雾器。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】为了在高达10MPa的压力以及超过燃料灰分的熔点的温度下从气流式气化的原始气体中进行除尘,使用一种多级的气体洗涤系统。第一级由经过改动的急冷系统和后置的、作为吹气柱工作的清洗筒构成。第二洗涤级由一个或者多个串联的文氏清洗器构成。第三洗涤级由多个用于洗涤水的高压喷雾机构、用于以1℃到15℃的幅度对所述原始气体进行冷却的、带有冷凝水形成机构的部分冷凝器以及分离筒构成,所述分离筒配备有清洗底板以及利用塑料涂覆的除雾器。【专利说明】从气流式气化过程的原始气体中进行除尘
本专利技术涉及一种多级的原始气体洗涤系统,所述原始气体洗涤系统在通过在高达 lOMPa的压力下及高达1900°C的温度下转换形成灰分、但也形成熔渣(Schlack)的燃料的 气流式气化设备中获取富含C0及H2的原始气体时,针对颗粒、尤其是精细粉尘具有较高的 分尚度。
技术介绍
"粉状燃料"是指具有不同的煤化程度的精细磨碎的煤、由生物质构成的粉尘、热 预处理的产物、比如焦炭、通过"焙烧(Torrefaction)"引起的烘干产物(D5rrprodukt)以 及由地区的和行业的残留物和废物构成的热值丰富的馏出物。粉状燃料可以作为气体-固 体悬浮物或者作为液态-固体悬浮物来输送给气化设备。如专利文献DE 4446803和EP 0677567所示出的那样,所述气化反应器可以设有冷却罩或者设有耐火的内衬层。在不同 的在技术设备中所采用的系统后面,如在DE 19718131中所描述的那样,在此可以将所述 原始气体和熔融的熔渣分开地或者一起从所述气化装置的反应室中排出。对于总体工艺的 详细的描述可以在J. Carl、P. Fritz的文献《N0ELL- KONVERSATIONSVERFAHREN》,EF出 版社,1996年,第25-53页中找到。所述气流式气化由于被磨碎成细粉状的燃料颗粒和在 所述气化室中的较短的反应时间而在所述原始气体中引起较高的粉尘份额。这种飞尘根据 燃料的反应能力而包括煤灰、未转化的燃料颗粒以及较细的熔渣颗粒及灰分颗粒。颗粒大 小在较粗的具有大于〇. 5mm的直径的颗粒与较小的具有0. 1 ii m以内的直径的颗粒之间变 化。将颗粒从原始气体中分开的可分离性取决于这种直径,不过也取决于其成分。原则上, 可以一方面在煤灰与灰分之间并且另一方面与熔渣颗粒之间进行区分,其中一般来说煤灰 颗粒更小并且更加难以与所述原始气体分开。熔渣颗粒具有更高的密度并且由此具有更 好的可分离性,但是与此相比则具有更高的硬度以及由此腐蚀的作用。这在分离式分离器 (Trennabscheider)及导引原始气体的管路中引起磨损的加剧,这可能引起与安全相关的 泄漏和使用寿命限制。 以往的现有技术在专利文献DE10 2005 041 930中并且在文献《Die VeredelungvonKohle》,DGMK(德国石油科学及煤化学协会),汉堡,2008年12月的章节 "GSP-Verfahren",第 537 至 553 页中、尤其在插图 4. 4. 2. 4. 13 和 4. 4. 2. 9. 1 中得到了证 明。据此,气化原始气体与由燃料灰分构成的熔渣一起在1300°C至1900°C的温度下被输送 给气化室,并且在紧接着的急冷室中通过过剩水的喷射来得到冷却并且被除去熔渣并且以 较小的程度被除去一同携带的粉尘。进一步的除尘过程在两个串联的文氏清洗器中进行, 其中第二清洗机具有能够调节的喉管,用于即使在原始气体量变化时也能够将在所述喉管 中的速度保持恒定并且由此对于所携带的粉尘来说保证保持相同的速度。气体洗涤设计用 于2g/m3i.N?以内的粉尘量并且应该在出口处达到lmg/m3i.N?至3mg/m3i.N?的粉尘量,所 述粉尘量对于后置的设备、比如C0转化设备、合成设备或者燃气涡轮机的无故障的运行来 说是必要的。为了除去精细粉尘、尤其是盐雾,运行一种部分冷凝器,在所述部分冷凝器中 以rc至i5°c的幅度对所述原始气体进行冷却,其中所述冷凝水尤其沉淀在盐粒上并且通 过小水滴的分离从所述原始气体气流中除去。对于大于2g/m3i.N.的粉尘量来说,这种由 两个文氏管和一个部分冷凝级构成的装置是有限制的或者是不够的,并且可能不仅在所述 C0转化设备的进口中导致高得多的粉尘浓度,而且可能在文氏清洗器中导致腐蚀的加剧并 且可能进一步在所述部分冷凝器以及后置的系统中导致污染以及闭塞。
技术实现思路
以这种现有技术为出发点,本专利技术的任务是,提供一种用于气流式气化设备的气 体洗涤系统,所述气体洗涤系统针对颗粒、尤其是精细粉尘具有较高的分离率,所述气体洗 涤系统以可靠的运行方式考虑到燃料的不同的灰分含量及灰分特性并且该气体洗涤系统 具有较高的可用性。 该任务通过一种具有第一权利要求的特征的原始气体洗涤系统得到解决,其中从 属权利要求给出了有利的、用于解决上述任务的实施方式。 为了设计用于较高的、由粗粒及细粒构成的粉尘浓度的气化设备,使用针对颗粒 的选择性的分离方式。建议由粗-细分离器构成的组合,该组合在第一洗涤步骤中在坚实 的并且必要时多级的洗涤级中分离较粗的并且尤其腐蚀的颗粒。这种洗涤级首先具有一 急冷室,将过剩水(Uberschusswasser)弥散地喷射到所述急冷室中并且在所述急冷室中除 了对于所述原始气体的冷却之外还同时分离非常粗糙的尘粒。这一点通过在原始气体排 出口的上方布置有一罩子的方式得到支持,所述罩子结合从下面伸到该罩子中的隔板迫使 气流进行三次转向并且为了避免结块而额外地朝所述气流喷水。随后,所述原始气体气流 流过具有潜管的清洗筒12,在所述清洗筒中在所积聚的洗涤液中所述原始气体作为吹气柱 (Blasenshle)往上升。由于在处于上面的气室中速度较小,载尘的水滴未被携带并且落回 到所述吹气柱中。通过这个清洗级,将所述大于l〇Um的颗粒全部分离出来。更小的颗粒 则在紧接着的清洗级中被分离出来,所述紧接着的清洗级包括一个或者两个依次相连的文 氏清洗器。为了也将极细的小于1Um的微粒分离出来,所述原始气体通过水的高压喷射机 构18、20或者在换热器19中得到1°C至15°C的直接的冷却以及间接的冷却。载有精细粉 尘的水以及冷凝水也随后在微滴分离器中与所述原始气体分开并且流回到水回路中。通过 所述高压喷射和所述冷却,产生极细的、具有较大的表面的微滴,所述微滴也可以接纳很细 的颗粒。所述微滴分离器21可以配备有清洗底板(WaSchb〇den)22并且在上半部分中配备 经过涂覆的除雾器包(DemiSterpaCkUng)23。为了反作用于由于液滴分离器的污染引起的 危险,用PTFE(聚四氟乙烯)或者特氟龙化合物对所述液滴分离器进行涂覆。通过所提到 的清洗级的所描述的组合,可以分离99. 9%以上的颗粒。 【专利附图】【附图说明】 下面借助于三张附图和三种实施例在对于理解来说必需的范围内对本专利技术进行 解释。在此附图示出: 图1是用于在级联(Kaskade)中进行除尘的工艺,所述级联由设有罩子的急冷机构、清 洗筒、两个文氏清洗器、高压喷射机构、部分冷凝器和微滴分离器所构成; 图2是用于在级联中进行除尘本文档来自技高网...
【技术保护点】
多级的原始气体洗涤系统,所述原始气体洗涤系统在用于在高达10MPa的压力下及高达1900℃的温度下转换形成灰分、但也形成熔渣(Schlack)的燃料的气流式气化设备中获取原始气体时,针对粉尘具有较高的分离度,其中‑第一原始气体洗涤级具有急冷器(6),在所述急冷器中通过喷射(7)过剩的水的来粗略地对所产生的原始气体进行洗涤,将其冷却到150℃与250℃之间的温度,并且利用水蒸汽使其饱和;‑将离开所述急冷器的原始气体输送给紧接着的清洗筒(12),所述清洗筒在下半部分中具有水浴槽(13),其中所述原始气体作为吹气柱流过所述水浴槽;‑离开所述清洗筒(12)的原始气体流过第二原始气体洗涤级,所述第二原始气体洗涤级具有至少一个文氏清洗器(14、15),所述文氏清洗器具有后置的洗涤水分离器(17);‑离开所述第二原始气体洗涤级的原始气体经过第三原始气体洗涤级流往原始气体排出口(24),其中所述第三原始气体洗涤级具有用于弥散地将无固体的洗涤水喷射到所述原始气体中的高压喷射机构(18)以及紧接着的除雾器(23、27)。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员:F汉内曼,M申格尼茨,
申请(专利权)人:西门子公司,
类型:发明
国别省市:德国;DE
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