[发明专利]用于冷却热的合成气体的方法

说明书

在一种用于冷却包含至少一种可液化成分、尤其焦油的热的合成气体的方法中，在其中，合成气体在多阶段式冷却过程中依次经历第一冷却阶段、第二冷却阶段和第三冷却阶段且合成气体在至少部分冷却之后经受用于分离至少一种可液化成分的分离步骤，合成气体在第一冷却阶段中被冷却到至少一种可液化成分的液化温度之上的温度上，且第二冷却阶段包括在第三冷却阶段和至少一个分离步骤之后被分岔的合成气体的部分量到合成气体流中的引回。

技术领域

本发明涉及一种用于冷却包含至少一种可液化成分、尤其焦油的热的合成气体的方法，在其中，合成气体在多阶段式冷却过程中依次经历第一冷却阶段、第二冷却阶段和第三冷却阶段且合成气体在至少部分冷却之后经受至少一个用于分离至少一种可液化成分的分离步骤。

另外，本发明涉及一种用于执行这样的方法的装置。

背景技术

本发明尤其涉及在气化设施中在使用生物质的情形下所产生的合成气体的冷却。合成气体通常被理解为其主要成分是CO和H₂的气体。

尤其地，根据本发明待冷却的合成气体来自包括用于容纳静态流化床的气化区域和用于容纳起传输作用的流化床的燃烧区域，其中，气化区域和燃烧区域为了使得床材料的流通成为可能在两个位置处相应地通过呈渠道状的设备(例如收缩部或虹吸管)彼此相连接，其中，气化区域具有用于给出燃烧材料的给出孔、气体输出部和用于尤其水蒸气或CO₂的喷入的喷嘴底，且燃烧区域具有用于由气化区域进入到燃烧区域中的床材料的流态化的空气供应部。

该类型的气化设施从专利文献AT 405937 B中变得已知。这样的气化设施可被用于使用异质性的生物燃料和塑料且由此获得带有较高燃烧值的尽可能无氮的燃烧气体或合成气体，其适合用于发电或用于有机产品的合成。在此如此来进行，以至于燃料被带入到构造成静态流化床的通过水蒸气和/或CO₂被流态化的气化区域中且通过与流态化气体或者气化介质(水蒸气和/或CO₂)的反应且借助于床材料的热量在空气隔绝的情形下被脱气且部分被气化。在此上升的产物气体被抽出且经冷却的床材料与未气化的剩余燃料经由呈渠道状的装置(例如收缩部)到达到燃烧区域中。在燃烧区域中，床材料与剩余燃料通过空气在形成快速流通的流化床的情形下被流态化且剩余燃料燃烧。床材料在离析燃烧废气之后在旋流器中经由呈渠道状的装置(例如虹吸管)被给出到气化区域的静态流化层上。

通过使用起催化作用的床材料(尤其基于镍和/或铌)，在脱气和气化的情形中形成的气体可通过如下方式被精制，即，实际上仅存在多于可燃烧成分的CO,CO₂和H₂以及水蒸气或产生带有较高燃烧值的富甲烷气体。

离开气化设施的合成气体通常具有600-800℃的温度且包含固体的粉末状成分和可液化成分，尤其例如焦油。因此，合成气体必须经受冷却和净化。在此在大多数情况下如此来进行，以至于合成气体在冷却装置中首先被如此程度地冷却，以至于粉末状成分可在过滤器、尤其织网过滤器中被离析。焦油杂质在下游的气体洗涤器中被移除且经净化的冷却的合成气体可在压缩之后借助于风扇直接在燃气发动机中发电。

在冷却包含可液化成分、尤其焦油的合成气体的情形中存在问题如下，即，可液化成分液化且沉积在冷却装置、尤其相应的热交换器处且在一段时间后阻塞该热交换器，这导致设施的停止。在焦油的情况中可观察到在200-500℃的温度的情形中的液化。合成气体以有利的方式然而在分离步骤之前已被冷却到低于200℃的温度水平上，因为这样低的温度水平在分离步骤的范围中允许使用用于分离固体成分的标准过滤器，其中，这样的过滤器相比用于高温应用的特殊过滤器可更少成本地供使用。此外，较小的温度引起导致气体容积的降低，因此必要的过滤面减少，这同样导致成本节省。

在此，冷却在大多数情况下在多个相继的阶段中实现，以便于将各个热交换器阶段的结构长度保持在合理的界限中且同样可最佳地调整在各个阶段中的速度。在分离阶段之前的最后的热交换器的端部区域中，在冷却到至少一种可液化成分的液化温度之下的情形中可观察到冷凝物的沉积。