[发明专利]用于使碳载体气化并追加加工所生成的气体的方法及系统

说明书

本发明涉及用于使碳载体气化并追加加工所生成的气体的方法及系统。在此情况下，向气化器供给碳载体，碳载体借助所流入的氧化剂被气化。从气化器的圆顶向外引导所生成的气体，在形成生铁的过程中或者在为了制备合成气体而进行冷却及洗涤之后，高温的气体被用作还原剂。在气化器内，在添加氧化剂的情况下，由再生还原剂、石油焦炭、可回收塑料、废橡胶和/或煤炭制备含有一氧化碳及氢气的气体。含有氧气的高温燃烧气体用于对气化器进行加热以及使气化器运行。本发明还涉及用于执行使碳载体气化并追加加工所生成的气体的方法的系统。

技术领域

本发明涉及用于通过氧化剂使碳载体气化并追加加工所生成的气体的方法及系统，在此情况下，向气化器供给碳载体，碳载体借助所流入的氧化剂被气化，从气化器的圆顶(dome)向外引导并冷却所生成的气体，而且，在形成生铁(pig iron)的过程中或者在为了制备合成气体而进行冷却及洗涤之后，高温的气体被用作还原剂，在此情况下，碳载体为烤制而成(torrefied)的木材生成物、干燥的木材、石油焦炭(petroleum cokes)、无氯的可回收塑料、废橡胶和/或煤炭，在添加氧化剂的情况下制备含有一氧化碳及氢气的气体，而且，在此情况下，含有氧气的高温燃烧气体用于对气化器进行加热以及使气化器运行。

背景技术

在(如“鲁奇(Lurgi)工艺，南非萨索尔(SADOL)公司”等)气化系统中，通过气化器的头部添加煤炭，通过旋转格栅(rotary grate)向气化器的下端部供给氧气和水蒸气的混合物。上述系统在25barg的压力下运行。煤灰(coal ash)连续从旋转格栅排出，并通过锁闭系统(sluice system)排出，未净化气体从气化器的头部流出。气化器为双重组件容器，用在与气化器的内部空间相同的压力下存在的冷却水填充气化器的中间空间。气化器的热损失用于形成向氧气添加并被用作氧化剂的水蒸气。气化器头部内的温度约为极低的300℃，气体包含量非常多的焦油(tar)、苯酚、灰尘及其他杂质。未净化气体首先在间接热交换器内被冷却，接着在湿式洗涤器中被洗涤并被冷却。对气体的追加洗涤在﹣40℃的温度、甲醇和水的混合物等化学条件下进行。此时，除硫化氢及其他杂质之外，气体的二氧化碳含量也急剧下降。用于如上所述的气体洗涤的费用非常昂贵，对环境的污染则达到仅可在南非采取政治性隔离(political isolation)的期间设置如上所述的系统的程度，属非常严重。对被洗涤的气体的分析依赖于煤炭的组成，并具有如下典型值：H₂占55容积百分比、CO占33容积百分比、CO₂占6容积百分比、N₂及其他气体占剩余溶剂百分比。

除了需对工业用水(process water)进行广泛处理之外，还需对废水进行生物学方面的后处理，这是因为废水除了含有大量焦油及苯酚之外，还含有多种其他毒性及污染环境的物质。虽然在南非持续开发了鲁奇方法，但并未设置其他系统。