[发明专利]在流化床中气化固体燃料时形成的气化残留物的处理方法

说明书

本发明涉及一种气化残留物的处理方法，该气化残留物（gasification residue）是在一流化床反应器中，在700-1100℃的温度处理含硫的颗粒燃料而形成的，该方法中，除了加入燃料外，还加入一种含氧流化气体以及至少一种碱土金属碳酸盐或碱土金属氧化物，以使得气化时产生的产物气体至少部分脱硫，其中，从气化器中排出的气化残留物中含有8-80%（重量）焦炭，2-45%（重量）碱土金属硫化物，以及1-25%（重量）碱土金属氧化物。所述的碱土金属通常为钙和/或镁。

美国专利3，642，445披露了燃煤发电厂的煤灰的处理方法。该方法需要通过浮选将碱土金属碳酸盐与粉煤灰分离开来并使所述的碳酸盐脱水，并将其在发电厂之外再使用。

本发明的目的是提供如上所述的一种方法，该方法可以从气化残留物中除去硫并以尽可能简单的方法回收气化得到的焦炭，使得残余物更适合于弃置。

按照本发明，这一目的是这样实现的：将排出的气化残留物在一混合区内，在5-80℃的温度与一含酸水溶液混合以产生富含H₂S的气体并将其排出，将含有灰烬、焦炭，以及碱土金属盐的气化残留物从混合区内排出并将其送入到一浮选区，在其中将焦炭分离出来，该焦炭的至少一部分供给流化床反应器，而将含有灰烬和碱土金属盐的固体残留物从浮选区排出。

供给气化器的含硫颗粒燃料通常为煤，但也可以使用褐煤或泥煤。气化是在一流化床反应器中进行的，其中，既可以在较低的气体速度下在静态流化床中实现流化，也可以在较高的气体速度下在循环流化床中实现流化。用于脱硫的碱土金属碳酸盐或碱土金属氧化物是众所周知的钙和/或镁的化合物，包括白云石。

在流化床中进行气化时，形成了气化残留物，其含有不可忽略的以焦炭形式存在的碳。除了碱土金属硫化物之外，所述的气化残留物也含有碱土金属氧化物，其是在流化床中由CaCO₃或MgCO₃而形成的，而这对于脱硫是不希望的。

下面将参照附图对本发明及其变化进行详细说明。

流化床反应器1经管线2和2a供给固体燃料，该燃料可以含有水。含氧流化气经管线3首先流入到一分配室4，随后经炉栅5进入到设于该炉栅之上的流化床。室4也可以以空气、富氧空气或商品纯氧的形式供给氧。该流化气体也可以含有氢，除非是从不同的部位向反应器1供给蒸气或水以提供气化时所需要的水蒸汽。

在反应器1中形成的产物气体中的硫化合物的含量要尽可能地小。为此目的，经管线7向气化的流化床中供给碱土金属碳酸盐或碱土金属氧化物，其也可以含有水。使反应器1中的气化保持在流化状态是在温度为700-1100℃之间、压力为1-100巴之间的条件下实现的。含有固体的产物气体经管道10离开反应器1，其中较粗的固体在旋风分离器11从气体中分离出来。该分离出来的固体经管线12循环返回到反应器1的下部部位。产物气体经管线13离开旋风分离器11并在区14中进行进一步的处理。由于产物气体中含有可燃性成分，特别是一氧化碳、氢气和甲烷，所以这些可燃性成分可用来，例如在气轮机中产生动力。此处不需要对此进行更加详细的讨论。

气化残留物经管道15和管线16排出并首先被排至冷却器17。该气化残留物不仅仅含有煤灰，而且特别明显的是还含有8-80%（重量）的焦炭和2-45%（重量）碱土金属硫化物。该气化残留物通常也含有碱土金属氧化物。在冷却器17，采用公知的间接热交换方式，使气化残留物的温度得以降低。冷却器可以是，例如螺旋式冷却器、喷淋式冷却器或流化床冷却器。如果气化残留物在反应器1中时的压力较高，建议在冷却器17中使其部分冷却，在压力锁气室18中进行所希望的释压，在第二冷却器19中进行进一步的冷却。在将气化残留物经管线20供给到混合器21时，其温度一般是在80℃以下。