[发明专利]一种煤气化的方法

说明书

本发明涉及一种煤气的气化方法，所生成的气化物经由一个或几个热交换器冷却到它所含有的水蒸汽的冷凝点以下，热交换器所吸收的热量用以生成蒸汽，通过热交换从气化物中析出的冷凝水被分离出并净化后，回收给气化过程继续作用。

关于煤的气化，在EP-A-0202428中曾叙述过一种方法，这种方法采用异腔加热即外部加热的方式来完成煤的气化过程，其中对于氧化过程所耗的热量不是通过气化反应本身获得的，而是由系统外部的热交换器提供的，根据所列举的EP-A-0202428的介绍，这些热量可以由一个外部热源产生，例如一台核反应堆，也可以通过烧掉一部分所生成的气化物产生。其余的气化物可以供工业利用，然而也可以作为燃料燃烧从而驱动燃气轮机和/或蒸汽轮机发电。在这方面，人们可以把对煤进行气化的整个过程与燃气轮机和蒸汽轮机的工作过程结合起来，组合成一个系统运行，这样能大大改善原始能源的利用率。另外相对于直接烧煤来说，这种方法具有一个优点，即从气化过程获得的气化物中去除有害环境的成分比从燃烧过程生成的烟气中去除这种成分要容易得多。

但是这种煤气的气化方法存在着一个明显的问题，即气化所获得的煤气中含有比例很高的水蒸汽成分，特别是由配汽气化过程生成的煤气中水蒸汽成分约占于40%以上。如果随即对这些气化物进行冷却，使其温度降到（水的）冷凝点以下，那么就会凝出大量的水。在这些冷凝水中含有诸如苯酚、BTX等一类的有机残留物，还含有一些无机残留物，如果要获得允许将为这些冷凝水排放到环境中去，必须经过额外投资的一些装置进行净化处理，使它们对环境无害才行，前面列举的EP-A-0202428曾建议，先对这些冷凝水进行净化，然后作为生成蒸汽的锅炉给水使用。但是对于锅炉给水进行净化的工艺设备都是用于处理例如通常的水库蓄水的，需要耗资巨大的额外开销;从气化物的极度污染的冷凝水中获得锅炉给水，无论从技术上还是从成本上看都是不可取的，并且一旦实施这种方法，所生成的冷凝水的量将大大超出锅炉补水所需要的水量。

本发明的任务是，发展完善上述这种方法，使得从煤的气化生成物中分离出来的冷凝水能够尽可能简单和十分经济地得到净化处理，并且送回到气化过循环使用。

在实现上述任务的方案中，在不断供热和掺入工作蒸汽的条件下，使煤气化，气化物经由热交换器冷却到所含水蒸汽的冷凝点以下，热交换器吸收的热量用来生成高压蒸汽和/或低压蒸汽。从气化物冷凝出的水被分离出并被净化，然后送回到气化过程，其特征在于，冷凝水在蒸发设备中被高压蒸汽和/或低压蒸汽加热而蒸发，这些由冷凝水蒸发而成的蒸汽被作为工作蒸汽送入煤气发生设备。

这种方法的第二个特征是，冷凝水在被送去蒸发之前，首先在分馏设备中去掉气态和挥发性污染物质，在过滤设备中去掉溶解的和未溶解的炭氢化合物。

这种方法的第三个特征是，热交换生成和高压蒸汽和/或低压蒸汽用来驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机排出的蒸汽用来和热蒸汽设备，从而被冷却。

这种方法的第四个特征是，用一个由蒸汽轮机带动的压缩设备把蒸发冷凝水得到的工作蒸汽进一步压缩而增大压力。

这种方法还可以在蒸发设备处用外水补充冷凝水。

采纳本发明可以得到下述利益：为了将冷凝水送回气化过程继续使用而进行的净化处理并不需要依赖另外的能源，而只是以比较简单的方式利用了转移到高压蒸汽和/或低压蒸汽中的气化生成物的余热。另外，冷凝水并不是作为锅炉给水而是作为工作蒸汽从蒸汽形式送回气化过程，其中残余的一些有机物杂质成分将随着新生成的气化物一起被净化。因此，对于冷凝水净化处理后的纯净度并不需要提出过高的要求。

下面将借助附图较为详细地介绍本发明的一种实施形式，该附图概要地表示出了实施本发明方法的工作流程。

图中，双实线表示气化生成物所通过的路径（标有1字的是气化生成物最初通过的路径），粗实线表示蒸汽所通过的路径，与此相区别，细实线表示水或其它类似物的输送管道。

煤气发生器A由一个盘形管实行11异腔加热，经管道13送入的细煤粉和经管道15送入的水蒸汽在煤气发生器A中形成一个沸腾湍流层，在这里，由管道15送入的经过再加热（过热）的水蒸汽的作用是作为反应媒介和流动媒介。

在煤气发生器A中生成的气化物或称粗煤气经粗煤气冷却段1被输送走，途中经过高压蒸汽发生器B的热交换器17时被冷却。而高压蒸汽发生器B靠在这里吸收的热量产生出压力高达100巴、温度高达450摄氏度的高压蒸汽。

冷却处理后的煤气穿过管道2和一个装有文邱里流量计（Venturi-Rohr）的煤气洗涤器19被送入净化分离容器C中，在这里从煤气中分离出所含有的灰尘、盐类（氯化铵等）等成分以及部分有机质成分。