用于净化原料气流的方法和净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于净化含有水蒸气的原料气流的方法，其能简单并且以成本效益高的方式被执行，本发明专利技术提出了该方法包括：将原料气流供应至重整区域，在重整区域中包含在原料气流中的污物与包含在原料气流中的水蒸气进行化学反应，由此获得重整的原料气流；将被重整的原料气流以及氧化剂流供应至氧化区域，在该氧化区域中被重整的原料气流的组分与氧化剂流的氧化剂进行化学反应，由此获得净化气流。可选地还规定了氧气含量的调节。可选地还规定，净化气流被供应至冷凝器，由此减小净化气流的体积流量，和/或由此能回收利用能量并且将其用于氧化剂预加热以及用于其他的生产过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于净化原料气流的方法和净化装置
本专利技术涉及原料气净化领域。本专利技术尤其涉及含有水蒸气的、携带有机污物的原料气、尤其是废气蒸汽的净化，以对排气去味和/或转化。本专利技术还涉及一种用于执行原料气/废气蒸汽净化方法的净化装置。
技术介绍
尤其为了去味，可以在使用热设备、例如再生热氧化设备的情况下进行原料气净化。然而为了保持对于热的原料气净化所需的系统温度，大的能量消耗在此大多是必需的。所述大的能量消耗的原因主要在于，通常首先进行分离过程，以便将水与原料气中的例如有机粉尘，尤其是脂肪、油和/或蛋白质颗粒分离。由此会损失能对供应至用于原料气净化的热设备的原料气流进行氧化的、具有高热值的物质，这降低了热转化的效率。此外必须以昂贵的方式对在分离过程中积累的物质进行再处理和/或专门将其作为特种废物清除。相反地，如果人们放弃用于预处理原料气的分离过程，则在热转化的进程中会出现在换热器材料(热交换器材料、储热材料)处的吸附、阻塞或其他方式的沉积，这可能大幅缩短设备的工作寿命和/或显著提高维护费用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于净化含有水蒸气的原料气流、尤其是具有有机污物的废气蒸汽的方法，其能以简单和成本效益高的方式被执行。所述目的根据本专利技术通过下述方式得以实现，即该方法包括：将原料气流供应至重整区域，在该重整区域中包含在原料气流中的有机污物与包含在原料气流中的水蒸气进行化学反应，由此获得被重整的原料气流；将被重整的原料气流以及氧化剂流供应至氧化区域，在该氧化区域中被重整的原料气流的组分与氧化剂流的氧化剂进行化学反应，由此获得净化气流。优选地，包含在原料气流中的有机污物在没有供应氧气的情况下与包含在原料气流中的水蒸气进行反应。尤其地，污物是或包括液态的污物和/或固态的污物和/或气态的污物。通过在根据本专利技术的方法中原料气流首先被重整并且接下来才借助供应氧化剂，优选空气、新鲜空气、环境空气、含有氧气的排出气、工艺排出气等进行热转化，优选地在氧化时能使用包含在原料气流中的热值并且因此能实现节省燃料的或在其他情况下例如节省能量的热的原料气净化。此外，这种方法优选是比较简单和低成本的，因为可以放弃在前的分离步骤。可以规定，净化气流被供应至换热器、尤其是冷凝器，并且借助换热器、尤其是借助冷凝器来冷凝包含在净化气流中的水蒸气。由此尤其能减小在净化气体输出部中的净化气流的体积和/或体积流量，因此最终能获得净化装置的高效节能的穿流。在重整区域中的化学反应优选是间接式(allotherme)和/或热液式的气化。有利地，为了蒸汽重整的能量需求，水煤气变换反应优选地可以在第一流动腔中。对此替选地或补充地可以规定，在氧化区域中的化学反应是利用辅助能量进行的反应和/或自热氧化。含有水蒸气的原料气流的水蒸气优选地用作尤其是在重整区域中的气化介质。利用辅助能量进行的反应优选是燃烧。优选地可以用各种热再生排出气净化设备(TRA)执行该方法。尤其地，根据本专利技术的解决方案不仅可以用净化装置的在附图中示例性地示出的实施方式执行，而且更确切地说还可以用多种由此组成的变型方案执行。例如可以设置线性布置的回热器腔(Regeneratorkammer)作为流动腔。还可以设置旋转设备、尤其是根据EP0548630A的转阀装置。优选地也可以根据WO01/88436A1基于氧化剂(Oxidizern)、例如恩姆易基机械设备系统公司(MEGTECSYSTEMS,INC.)的产品执行该方法。优选地还规定，也可以在一个或多个以下文件中公开的设备上执行该方法：WO01/59367A1、AU2001-232509A1、WO1995/024590A1、EP1906088B1。在此明确地参考所有文中提到的资料并且其内容在此通过引用构成本专利技术的一部分。有益的可以是，借助包括多个流动腔的净化装置执行该方法，其中流动腔中的第一流动腔至少暂时形成重整区域，且其中流动腔中的第二流动腔至少暂时形成被供应净化气流的储热区域。此外可以规定，净化装置包括至少一个第三流动腔，所述第三流动腔至少暂时形成预热区域，氧化剂流在该氧化剂流被供应至氧化区域之前被供应至该预热区域以对该氧化剂流进行预热。有利地可以是，原料气流和/或净化气流和/或氧化剂流循环地/交替地分别被供应至不同的流动腔，从而流动腔交替地分别形成重整区域和/或储热区域和/或预热区域。优选地，根据相应的流动腔是形成重整区域或是形成储热区域而在不同的方向上穿流过流动腔。尤其地，当流动腔形成重整区域时该流动腔中的主流动方向与当同一流动腔形成储热区域时该流动腔中的主流动方向相反。优选地，流动腔被交替地加热和冷却，尤其是借助净化气流加热和/或借助原料气流和/或氧化剂流冷却。流动路径的切换循环地/交替地实现和/或例如由专利文献EP1906088B1已知(也已知为方法)优选基于储热区域的能量平衡实现。优选地，流动腔配设有储热材料，例如至少局部填有储热材料。优选地，储热材料是或包括不同的陶瓷材料的成分(例如已知为商标的材料)。“成分”优选地也理解为储存元件、储存体或储存块的层，其中储存元件、储存体或储存块例如以平面的方式或以层的方式、尤其在竖直的成分或堆垛中是不均匀的。储热材料尤其可以包括致密烧结的和/或平滑的和/或高度多孔的和/或用催化剂材料涂层的和/或陶瓷的储存材料或由其构成。此外优选地，储热材料可以是由致密烧结的储存材料和/或平滑的储存材料和/或高度多孔的储存材料和/或用催化剂材料涂层的储存材料和/或陶瓷的储存材料构成的成分。有益地可以是，原料气流具有小于5Vol.％、尤其是小于3Vol.％、优选地小于1Vol.％的氧化剂含量、尤其是氧气含量。原料气流尤其是废气蒸汽。优选地，原料气流饱含水蒸气。优选地，原料气流在没有添加其他介质的情况下被供应至重整区域。尤其地，在原料气流被供应至重整区域之前，优选地没有含有氧化剂的气流被供应至原料气流。优选地，在重整区域中，原料气流被加热到至少约600℃、尤其至少约750℃、例如至少约800℃、特别优选地至少850℃。可以规定，在重整区域中的原料气流和/或在储热区域中的净化气流和/或在预热区域中的氧化剂流分别通过储热装置的储热单元来引导，其中一个或多个或所有储热单元尤其通过陶瓷的流通体、例如陶瓷成型(formkeramisch)的流通体构成或包括这种流通体。陶瓷的流通体的优选多孔的表面尤其作为间接式和/或热液式的气化的加速因素起作用。优选地，储热单元具有催化材料，例如催化的涂层和/或起催化作用的组分。催化作用在此优选地始终涉及原料气流的重整。可以规定，原料气流在被供应至重整区域之前和/或氧化剂流在被供应至预热区域之前和/或之后借助换热器和/或加热装置被加热。有益的可以是，加热装置是燃烧器、例如气体燃烧器和/或油燃烧器或包括这种燃烧器。替选地或补充地，加热装置也可以包括电加热设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于净化含有水蒸气的、被有机污染的原料气流、尤其是用于净化废气蒸汽的方法，其中所述方法包括：/n将所述原料气流供应至重整区域(104)，在所述重整区域中包含在所述原料气流中的污物与包含在所述原料气流中的水蒸气进行化学反应，由此获得被重整的原料气流；/n将所述被重整的原料气流以及氧化剂流供应至氧化区域(126)，在所述氧化区域中所述被重整的原料气流的组分与所述氧化剂流的氧化剂进行化学反应，由此获得净化气流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181108 DE 102018219105.01.一种用于净化含有水蒸气的、被有机污染的原料气流、尤其是用于净化废气蒸汽的方法，其中所述方法包括：
将所述原料气流供应至重整区域(104)，在所述重整区域中包含在所述原料气流中的污物与包含在所述原料气流中的水蒸气进行化学反应，由此获得被重整的原料气流；
将所述被重整的原料气流以及氧化剂流供应至氧化区域(126)，在所述氧化区域中所述被重整的原料气流的组分与所述氧化剂流的氧化剂进行化学反应，由此获得净化气流。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述重整区域(104)中的所述化学反应是间接式和/或热液式的气化，和/或在所述氧化区域(126)中的所述化学反应是利用辅助能量进行的反应和/或自热氧化。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助包括多个流动腔(128)的净化装置(100)执行所述方法，其中所述流动腔中的第一流动腔(128a)至少暂时形成所述重整区域(104)，且其中所述流动腔中的第二流动腔(128b)至少暂时形成被供应所述净化气流的储热区域(106)。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述净化装置(100)包括至少一个第三流动腔(128c)，所述第三流动腔至少暂时形成预热区域(108)，所述氧化剂流在所述氧化剂流被供应至所述氧化区域(126)之前能被供应至所述预热区域以对所述氧化剂流进行预热。


5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述原料气流和/或所述净化气流和/或所述氧化剂流交替地分别被供应至不同的流动腔(128)，从而所述流动腔(128)交替地分别形成所述重整区域(104)和/或所述储热区域(106)和/或所述预热区域(108)。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述原料气流具有小于5Vol.％、尤其是小于3Vol.％、优选地小于1Vol.％的氧化剂含量、尤其是氧气含量。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述重整区域(104)中，所述原料气流被加热到至少约800℃、尤其至少约900℃。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述重整区域(104)中的所述原料气流和/或在所述储热区域(106)中的所述净化气流和/或在所述预热区域(108)中的所述氧化剂流分别通过储热装置(122)的储热单元(124)来引导，其中一个或多个或所有所述储热单元(124)尤其通过陶瓷流通体构成或包括所述陶瓷流通体。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述原料气流在被供应至所述重整区域(104)之前和/或所述氧化剂流在被供应至预热区域(108)之前和/或之后借助换热器(120)和/或加热装置来加热。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述净化气流首先被供应至所述储热区域(106)并且接下来被供应至下游的换热器(120)，其中所述净化气流借助所述换热器(120)尤其被冷却成，使得形成冷凝物并且最初还包含在所述净化气流中的热由此被传递到所述换热器(120)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·汉内尔，克里斯蒂安·艾科恩，
申请(专利权)人：杜尔系统股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE