[发明专利]由碳质原料的气化回收焦油

说明书

技术领域

本发明涉及由碳质原料的气化回收焦油。特别地，本发明涉及从碳质原料的气化回收焦油的方法。

背景技术

在碳质原料如煤的气化期间，制得可能包含夹带的固体如煤和灰分的热合成气体或粗煤气。取决于用于气化煤的技术，因此必须将离开气化器的粗煤气激冷以洗净固体。通常，主要含水的液体料流用作激冷液体，产生与气体分离的液体料流，所述液体料流在高温和高压下并且包含之前包含在气体中的大部分固体。该料流在现有技术中通常称为“含尘煤气水”。进一步冷却粗煤气将导致具有相对较低固体负荷的更冷凝的液体。该冷凝物料流(经常称作“焦油煤气水”)也仍在相对高的温度和压力下。

已知的是将含尘煤气水与焦油煤气水在将它们进一步冷却之后合并，然后在一系列处理步骤中处理合并的料流，所述处理步骤至少包括压力膨胀、重力沉降、所得稠化的含固体焦油料流的再加热、离心倾析和固体过滤。有时向再加热的稠化含固体焦油料流中加入稀释油以辅助过滤。

制得焦油液体产物，其包含有价值的具有低的固体含量的化学品和燃料组分。但是，从焦油料流中除去的固体仍然包含显著量的粘附的焦油，该粘附的焦油将与固体一起被废弃，由此作为有价值的产物损失了。由于冷却的焦油料流的相对高的粘度，将固体从焦油料流分离复杂化。

希望的是，由碳质原料的气化回收焦油的更有效的且允许更容易的固体分离的方法。

根据本发明，提供由碳质原料的气化回收焦油的方法，该方法包括：

气化所述碳质原料以制备粗煤气，所述粗煤气至少包含CO、H₂、焦油和夹带的固体，所述粗煤气在至少250℃的温度和至少15巴(表压)的压力下；

用激冷液体激冷并洗涤所述粗煤气，制备包含焦油的含固体的液体料流，所述含固体的液体料流在至少150℃的温度和至少15巴(表压)的压力下；

在至少150℃的所述温度和至少15巴(表压)的压力下使固体从含固体的液体料流分离以提供焦油回收料流；以及

在将固体从含固体的液体料流分离之后，至少通过焦油回收料流的冷却和压力膨胀来处理所述焦油回收料流以制备焦油料流。

激冷液体可以为含水液体，从而含固体的液体料流为在含固体的液体料流的温度和压力下具有与水类似的密度和粘度特性的焦油水乳液。该料流在现有技术中通常称为含尘煤气水料流。

将固体从含固体的液体料流分离可以包括从含固体的液体料流过滤固体以提供固体产物和所述焦油回收料流，该固体产物通常为干燥固体产物。

有利地，与其中由于含固体的液体料流的冷却而导致含固体的液体料流的粘度增加的条件相比，含固体的液体料流的高温和高压条件使得更容易除去固体颗粒物质如灰分。通过避免对如在现有技术方法中那样在下游进行过滤时的再加热和再加压的需要，由此，在本发明方法的高温和高压条件下将固体从含固体的液体料流分离降低了分离所要求的能量，并预期制备包含较少焦油的固体产物。

该方法可以使用一个或多个烛式过滤器和/或一个或多个板框式过滤器以从含固体的液体料流中过滤固体。

通常，处理所述焦油回收料流包括除了对所述焦油回收料流进行冷却和压力膨胀外，还对所述焦油回收料流进行随后的密度分离以制备所述焦油料流和至少一种另外的料流。所述至少一种另外的料流可以为含水料流。焦油料流可以包括油。通常，密度分离包括重力分离步骤。

碳质原料可以为或者可以包括煤。

作为替代，或者除此之外，碳质原料可以为或者可以包括含碳废物或生物质。

在氧气和蒸汽的存在下，对碳质原料的气化可在固定床气化器，特别是固定床干底气化器中完成。

优选地，粗煤气在至少300℃，更优选至少450℃，例如约530℃的温度下。

优选地，粗煤气在至少20巴(表压)，更优选至少25巴(表压)，例如29巴(表压)的压力下。

优选地，含固体的液体料流在至少160℃，更优选至少180℃，例如约200℃的温度下。

优选地，含固体的液体料流在至少20巴(表压)，更优选至少25巴(表压)，例如约28巴(表压)的压力下。

该方法可以包括在激冷和洗涤粗煤气之后，进一步冷却粗煤气以从粗煤气中冷凝可冷凝组分，制得冷凝的液体料流。该冷凝的液体料流具有比含固体的液体料流低的固体负荷，且在现有技术中经常称作焦油煤气水料流。

通常，冷凝的液体料流在至少15巴(表压)，优选至少20巴(表压)，更优选至少25巴(表压)，例如27.5巴(表压)的压力下。