[发明专利]从固体熔渣颗粒和水的混合物中除去固体熔渣颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种从急冷段中存在的固体熔渣和水的混合物中除去固体熔渣的方法，所述的急冷段为用含氧气体部分燃烧细分散的固体含碳燃料生产合成气的方法的一部分。

这一方法在EP-A-290087中公开。在这一方法中，水和固体熔渣的混合物被间歇排出加压的气化体系。液体熔渣是例如煤气化或部分燃烧的副产物。液体熔渣通过位于反应器底部的出口排出，并借助重力通过熔渣排放设备进入水浴或熔渣急冷容器，在那里形成水和固体熔渣颗粒的混合物。用活底漏斗将混合物从加压的气化体系间歇排放到较低压力的排放段。在排放期中，通过关闭在熔渣急冷容器和活底漏斗之间的连接管线中的一个或多个阀门使活底漏斗与气化体系分开。

这一排放步骤的一个问题是，当活底漏斗和急冷容器之间的阀门关闭时，积累在这一阀门上游的熔渣具有刚好在所述的阀门上游窄的空间挂料的倾向。活底漏斗与气化体系再接通以后，很难有熔渣掉到活底漏斗中。这一问题通过EP-A-290087中公开的方法得到解决，其中在活底漏斗中维持恒定的氮气泡或氮气罩。通过确保所述的氮气泡的压力低于熔渣急冷容器中的压力，在活底漏斗和熔渣急冷容器之间的阀门开启的过程中，形成水和熔渣的初始向下流。这一方法也使熔渣从急冷容器迅速排放到活底漏斗中。

虽然已证实上述方法在商业实践中是令人满意的，但它仍然存在一些缺点。一个缺点是需要安装另外的设备来提供氮气以及在每一排放期间与氮气消耗有关的费用。另一缺点是，与排放的混合物一起，还排放出一定数量的含硫化合物(其中硫化氢是最主要的)和其他溶解的组分(例如氨、氯化物和一氧化碳)。硫化氢在反应器中由烃类进料中存在的含硫化合物生成。一部分硫化氢溶解在熔渣急冷容器中的水中，因此在上述的方法中与熔渣一起被排放。

本发明的目的是一种从含有所述熔渣颗粒和水的混合物的急冷段迅速分离固体熔渣颗粒的简单方法，以致不会随熔渣一起从急冷段除去含硫化合物或只除去很少的含硫化合物。

这一目的通过以下的方法达到。从急冷段中存在的固体熔渣颗粒和水的混合物中除去固体熔渣颗粒的方法包括以下步骤，所述的急冷段是用含氧气体部分燃烧细分散的固体含碳燃料制备合成气的方法的一部分。

(a)将混合物从急冷段排放到第一容器中；

(b)将熔渣颗粒从第一容器排放到第二容器，而将不含熔渣的水从第二容器排放，所述的第二容器位于所述的第一容器的下方并通过装有泵送设备的开式连接导管与所述第一容器流体相连，以及装有关闭设备，以便从它的下端排放沉渣；

(c)将第一容器与第二容器流体上关闭；

(d)打开从第二容器排放熔渣的设备，以便将熔渣从第二容器排放到较低压力段；以及

(e)关闭从第二容器排放熔渣的设备，并重复步骤(a)至(e)。

通过实施本发明的方法，有可能将固体熔渣颗粒从装有液体和固体熔渣颗粒的混合物的容器中排放，其中与水一起排放的含硫化合物的数量低于现有技术的方法。因此，与熔渣颗粒一起排放较少的硫化氢。通常与熔渣一起排放的硫化氢现在与合成的产物气体一起排放。因为合成气体通常含有一定数量的硫化氢，在现有的下游硫化氢脱除工段中脱除这一新增的硫化氢是没有问题的。当阅读了本发明的详述时，本发明的另外一些优点将是显而易见的。

本方法涉及从用含氧气体部分燃烧细分散的固体含碳燃料生产合成气的方法中分离熔渣颗粒。含碳燃烧的例子是煤、泥煤、木材、焦炭(例如石油焦)、烟灰、含碳废物、生物量(biomass)及其混合物。上述原料与含金属的废物的混合物也可用作进料。

从第二容器中取出的不含熔渣的水的体积和与此同时通过从第一容器到第二容器的导管的固体体积的比优选为0.7-1.5、更优选0.8-1。最优选的是，从第二容器取出并送入第一容器的液体体积与由于重力从第一容器到第二容器的固体体积大致相同。然后使在第一容器和第二容器之间的连接管线中的液体接近不流动。这一状态进一步使第二容器取出的和进入第二容器的含硫化合物减少。

优选的是，熔渣颗粒在第一容器和第二容器之间的连接导管中的质量流量为100-150公斤熔渣颗粒/平方米导管或阀门截面积/秒(公斤/米²/秒)。