[发明专利]纯二氧化碳在用于煤粉加压气化的粉末进料系统中作为惰性化介质和输送介质的用途

说明书

本申请主题涉及分别具有权利要求1或3的特征的操作用于煤粉加 压气化(Kohlenstaubdruckvergasung)的粉末进料系统(Staubeintragung)的 方法及装置。

作为煤粉加压气化装置的气动操作的粉末进料系统的惰性化介质 和输送介质通常使用来自空气分离装置的氮气。该方法变型方案已经在 高炉中煤粉喷射用的进料系统中和煤粉加压气化装置中得到证实并在 工业上基本成熟。其中有利的是，该粉末进料阀(Staubeintragsschleuse) 的减压气体和在特定操作条件下在计量添加容器中产生的 过量气体在排出到大气中之前已经在提高的操作压力条件下在特殊过 滤容器中除尘。尽管基于气动密相流输送的粉 末进料系统以非常高的负载比工作，但是在许多情 况下氮气进入到气化系统中仍超出了允许的阈值。其原因还在于在大多 数应用情况下不断提高的过程压力。特别是对于以生产不同烃的合成气 体为目标的煤粉加压气化而言，需要限制产物气体中的氮含量。

本申请主题所基于的问题，也即开发出用于煤粉加压气化的粉末进 料系统的方法或装置，使得避免氮气进入到后续的气化系统中以及由此 带来的缺陷。

该问题通过权利要求1或3的特征得以解决。

根据本发明，向所述粉末进料闸作为惰性化介质和输送介质以及向 进料添加容器作为流化介质供给二氧化碳CO₂。用基本纯二氧化碳运行 的装置段被加热到如下程度：使得温度超过双相区域(Zweiphasengebiet) 的边界值。本发明有利地利用了如下事实，不是所有组件都必须用二氧 化碳操作，实际上向所述贮器输送与二氧化碳相比费用更低的经加热的 氮气作为惰性化介质(Inertisierungmedium)和疏松介质 (Auflockerungsmedium)。

本申请主题的有利的扩展方案在从属权利要求中给出。

在下文中作为实施例借助附图在理解所需的范围内详述本申请主 题。其中：

图1示出了本发明的煤粉进料系统的原理图。

可作为惰性化介质和疏松介质向处于环境压力的用于存储固体FS (例如煤粉)的可加热贮器BK输送经加热的氮气N₂。可通过输送装置 输送处于高操作压力(例如40bar)的粉末进料闸SES的固体。可作为 惰性化介质和输送介质向所述粉末进料闸以高于在高操作压力下双相 区域边界值的温度输送二氧化碳CO₂。在该粉末进料闸的上部区域排出 减压气体(Entspannungsgas)，经多级减压装置mEV减压到环境压力，并 在下游连接的过滤器F中在环境压力下除尘。在计量添加容器DG中接 收来自粉末进料闸的固体在重力促进下通过足够尺寸的下落管进行。每 个粉末进料系统使用两至四个粉末进料闸。

作为流化气体使用二氧化碳。通过流化气体在计量添加容器的底部 产生部分流化床。在此将煤粉由粉末填料状态转变为流化床状态和由此 同时转变为输送状态。因为通过之前的方法步骤确保了计量添加容器中 的粉末填料的间隙体积被二氧化碳填充且对于流化同样使用二氧化碳， 在至反应器的输送导管入口处的粉末携带气体几乎完全由该气体组分 组成。

作为喷射气体(Injectionsgas)同样使用二氧化碳。将该喷射气体引导 至煤粉输送导管中。为了足够快速地识别出至反应器的煤粉进料故障， 可能需要喷射气体进料。

根据本发明，关于限制来自碳粉加压气化的产物气体中氮含量的要 求使得考虑在煤粉进料系统中使用二氧化碳作为惰性化介质和输送介 质。

由于二氧化碳的热力学性质，在此还观察到某些特点。这特别归因 于纯二氧化碳在所力争达到的超过40巴的过程压力条件下在环境温度 已经达到双相区域的边界值。为了避免这一点，在整个处于或者超过所 需的过程压力用纯二氧化碳操作的方法段中，总是确保足够高的操作温 度。

二氧化碳在设备边缘处已经达到足够高的温度。在存储、输送以及 在依方法的特定应用时的气体冷却本身通过合适的加热系统来抵消。