[其他]在出口管线中防止沉积形成，生产合成气

说明书

本发明涉及合成气的生产，特别是指从含灰份的碳质物料中生产合成气，同时使气体在骤冷室出口处的灰份沉积量减少至最小。

本领域的技术人员都知道，从含灰份的碳质燃料（包括液体或固体物料）中可制备合成气。当物料具有高灰份含量特征时，诸如液态烃的残渣或固体碳质燃料（如低级煤），高灰份含量造成了额外的问题。必须将灰份从合成气产品中分离出来;并且积累在系统中的大量灰份也必须有效地从系统中移除，以防止堵塞管线和通道。

已经发现，骤冷室的出口管或通道特别容易被沉积在那里的细粒灰份堵塞。

本发明的一个目的是提供生成合成气的方法，其中在出口管内灰份的沉积被保持在一可接受的限度之内。本发明的其它目的对本领域的技术人员是显然的。

根据本发明的某些特点，本发明直接叙述了一种方法，该方法将含有固体的热合成气从最初的高温冷却到最后的较低的温度，并将固体从所说，的气体中移出。该方法包括：

将热合成气在最初的高温下向下流动第一接触层;

使冷却液体以膜的形式在第一接触层的壁上向下流动，并与所说的向下流动的合成气接触，冷却该合成气，得到冷却过的合成气;

将冷却过的合成气通过第二接触层中的水冷却液体，由此得到固体颗粒含量降低的、更冷的合成气;

回收上述含低量固体颗粒的、进一步冷却过的合成气;

将上述含低量固体颗粒的、进一步冷却过的合成气通过一个湿壁排放管，由此降低了排放管中固体颗粒的沉积;并且

从排放管中取出含低量固体颗粒的合成气。

由本发明方法制备的合成气也可通过煤的气化来制备。在典型的煤的气化方法中，物料煤一般被研磨至平均颗粒大小约20～500微米，较好是30～300微米，例如200微米，将其与水介质（一般为水）形成泥浆，其中含有40～80%重量的固体，较好含有50～75%重量的固体，如60%重量的固体。然后将该水煤泥浆引入燃烧室，在其中与含氧气体接触进行燃烧，含氧气体一般为空气或氧气，或富氧空气。该体系中氧与碳的原子比可以为0.7～1.2∶1，例如0.9∶1。反应一般在1800°F～2800°F（982～1538℃）下进行，例如2500°F（1371℃），压力为100～1500psig[磅/平方英寸（表压）]（6.9～103巴，表压），较好为500～1200psig（34.5～82.7巴，表压），例如900psig（62巴，表压）。

该合成气也可将液烃（例如燃料油的残渣，沥青等）或固体碳质材料（例如来自石油的焦炭，或来自焦油砂沥青的焦炭，以及煤氢化过程中的碳质残渣等）进行不完全燃烧来制备。

用于实施本发明的装置可包括一种气体发生器，特别是下例专利提出的发生器：

美国专利2，818，326    Eastman等人

美国专利2，896，927    Nagel等人

美国专利3，998，609    Crouch等人

美国专利4，218，423    Robin等人

在反应层中，物料被气化，生产出合成气。从反应层出来的物流的温度在1800°F至2800°F（982～1538℃），例如2500°F（1371℃）压力为100～1500psig[磅/平方英寸（表压）]（6.9-103巴，表压），较好为500～1200psig（34.5～82.7巴，表压），例如900psig（62巴，表压）。

在这些典型的操作条件下，合成气通常含有（以干料为基准）35～55%体积的一氧化碳（例如44.7%体积）;30～45%体积的氢气（例如35.7%体积）;10～20%体积的二氧化碳（例如18%体积）;0.3%～2%体积的硫化氢和COS（例如1%体积）;0.4～0.8%体积的氮气和氩气（例如0.5%体积）;以及约少于0.1%体积的甲烷。

如果燃料是固体碳质物料，未精制的产品合成气通常含有的固体（包括灰份、碳粒、炉渣等）量为每一千SCF（1.95Kmol）的干产品气是1～10磅（0.45～4.5公斤），例如4磅（1.8公斤）。这些固体颗粒的大小可从不足1微米至3000微米。物料煤的灰份含量可以少至0.5%（重量），或多至40%（重量），或更高。该灰份也存在于产品合成气中。根据本发明的改进方法，合成气含灰量少时，具有某些优点，但当该气体的固体含量为3%或更高时，本发明方法特别优异。