[发明专利]从气流式气化过程的原始气体中进行除尘

说明书

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。

技术领域

本发明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富含CO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离度。

背景技术

“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（Dörrprodukt）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EP0677567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《NOELL- 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0.5mm的直径的颗粒与较小的具有0.1μm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DE 10 2005 041 930中并且在文献《Die Veredelungvon Kohle》，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℃至1900℃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1mg/m³i.N.至3mg/m³i.N.的粉尘量，所述粉尘量对于后置的设备、比如CO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1℃至15℃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CO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。

发明内容