專利名稱:從由氣化器排出的熱氣體中分離酸質、灰塵及焦油的方法及設備的制作方法
從由氣化器排出的熱氣體中分離酸質、灰塵及焦油的方法及設備在將化石燃料(例如硬煤、褐煤、生物物質、煉油產生的剩余物)氣化時,化石燃料所含的氯或硫會反應生成酸性氣體,這會對連接在氣化器之后的設備組件帶來侵蝕或腐蝕的問題。此外,生物物質在氣化時還會產生大量的焦油,這些焦油必須加以清除,因為焦油冷凝物也可能對連接在氣化器之后的設備造成很大的問題。EP I 870 444A2提出一種凈化由木材氣化器所排出的氣體的凈化方法,這種方法是使用濾燭及使產物氣體在通過濾燭之前有更長的時間進行化學反應。這種方法并未使用旋風分離器進行分離。另外一種分離酸性有害氣體的方法是濕式洗滌法,但缺點是必須將氣體大幅冷卻。焦油的分離是在單獨的催化焦油分離器中以所謂的催化分離法進行,此種焦油分離器通常是設置在H2S分離器及除塵設備之后。如果在過濾器之前布置相應的催化劑,則由于熱損耗的關系,必須將合成氣體重新加熱800°C至1000°C的工作溫度,但是這樣做會造成很大的效率損失及增加操作上的麻煩。
本發明的目的是提出一種經濟的方法及相應的設備,此種方法及設備能夠在盡可能高的溫度范圍內可靠將酸性化合物HF、HC1、H2S、灰塵及焦油分離出來。利用開頭所述類型的方法,根據本發明如此實現上述目的將從由氣化過程所排出的、溫度超過700°C的熱媒質流及添加劑送入脫硫裝置,然后再送入組合式旋風分離器,該組合式旋風分離器包含多個配設的位于一共同容器內的濾燭,并且在濾燭之后將氣體排出,以作為其它用途之用。本發明可以通過在一共同的設備內及高溫環境中組合分離多種固體物,以降低熱損耗,同時可以視處理方式而定可以在不同的位置加入添加劑。如申請人在DE 10 2008 049 579所述,可以將添加劑與燃料同時添加、添加到氣化器中或是添加到再循環的淬火氣體中,原則上視處理方式而定也可以尤其是在除塵之前加入添加劑。本發明的一種實施方式是在除塵之前通過加入添加劑分離酸性氣體成分,例如分離 h2s。本發明的另外一種實施方式是在除塵之前通過加入添加劑分離焦油,或是在燭狀過濾器上和/或燭狀過濾器內分離剩余焦油。為了達到本發明的目的,本發明還提出一種由氣化器的熱廢氣中分離酸質、灰塵及焦油的設備,此種設備的特征為,將旋風分離器及燭狀過濾器沿著重力方向上下相疊地設置在一個容器內,其中旋風分離器的中心管通入到配備有濾燭的過濾器室中。按照本發明的定位方式將旋風分離器及燭狀過濾器安裝在一個設備內有助于減少流動損耗,以及提高分離效率。此處要指出的是,由過濾器及旋風分離器構成組合式設備是一種已知的方式,例如德國實用新型I 879 283提出的組合式設備,但是該設備沒有顧及精細粉塵分離。DE 2622 938B.DE 32 30 709A或DE 34 22 592A也有提出具有類似構造方式的小型過濾器。US
2941 621或WO 83/03556亦有提出此種組合式設備的變化方式。
根據本發明的一種實施方式,在旋風分離器及過濾器室之間的隔板構成為漏斗形底,旋風分離器的中心管貫穿該漏斗形底,其中在中心管內設有用于精細粉塵的、直徑較小的下降管,其中該下降管具有用于將精細粉塵從漏斗形底送入下降管的輸送元件。本發明的設備的這種特殊構造方式的另外一個特征是,輸送元件設計成在下降管的頂端區域與中心管之間在漏斗形底的低點處的輪輻形設置的套管。根據本發明的設備的一種變化方式,在過濾器室內距中心管一段距離處設置傾斜底,該傾斜底具有用于精細粉塵的側向的卸料管和用于穿流中心管的氣體的偏心通路。與設備的造型無關,本發明的設備的濾燭具 有催化涂層和/或催化填料。以下配合附圖
及實施例對本發明的其它特征、細節及優點做進一步的說明。圖I示出用于實施根據本發明的方法的設備I的原理圖。圖2示出根據本發明的設備實施例的簡化的斷面圖;圖3示出中心管沿圖2的箭頭III的稍微放大的斷面圖;以及圖4示出圖2的實施方式的一種變化方式。圖I中總體上以I表示的設備在該圖中以原理圖示出。在該圖中燃料(點線箭頭3)、氧氣(實線箭頭4)和可能情況下添加劑(虛線箭頭5)被送入氣化器2。附圖標記6代表爐渣排出。連接在氣化器2之后依次是一個脫硫裝置7及一個內部設有旋風分離器9及燭狀過濾器10的設備8。箭頭11標示氣體流入旋風分離器9,箭頭12標示有用氣體從燭狀過濾器10后方流出。接著有用氣體13會流至下一個加工設備。虛線箭頭14標示淬火氣體從氣流12回流至脫硫裝置7之前的一個區域。虛線箭頭15標示可以將添加劑加到脫硫裝置7之前的這個區域。從圖中可看出,可以在除塵之前借助于加入添加劑(氣化器和/或淬火氣體)實現分離酸性氣體成分,例如分離h2s。在除塵之前也可以通過添加劑實現分離焦油,其中此種添加劑及灰塵的預分離是在旋風分離器內進行,精細粉塵的分離是在燭狀過濾器內進行。另外一種可能的方式是在燭狀過濾器上和/或燭狀過濾器內分離剩余焦油,其中在燭狀過濾器的出口處在下游連接一個緩沖過濾器,例如泡沫狀陶瓷制的緩沖過濾器。緩沖過濾器(Sicherheitsfilter)也可以具有催化活性。如以下所示,可以利用淬火氣體(例如通過一個部分流14a表示)凈化濾燭。圖2簡示由一旋風分離器9及燭狀過濾器10構成的設備8的一個簡化斷面圖。含有微粒的氣體從旋風分離器入口 16流入旋風分離器9,由于壓縮比例不同的關系,氣體中大部分的微粒會向下沉降。接著經過此種預凈化的氣體會從旋風分離器9的中心管向上流入燭狀過濾器10,并被濾燭17凈化。經過凈化的氣體還會流過位于濾燭頂端的緩沖過濾器18,并沿著箭頭12的方向離開設備8。如果利用經由管路14a回流的淬火氣體凈化濾燭,附著在濾燭上的灰塵就會沉降在旋風分離器9及燭狀過濾器10之間傾斜向下的分離底19上,其中旋風分離器的中心管20在分離底19的范圍內具有一如圖3放大顯示的內建裝置。輪輻形配置的精細粉塵排出管24從底部19進到位于中心的排出管21,該排出管貫穿旋風分離器9,并在底部止于一灰塵排出槽22,灰塵會從排出槽22經由相應的閘門被送到灰塵收集器23。
圖4示出一種變化的實施方式。根據此種實施方式,運送從設備8a的燭狀過濾器IOa排出的精細粉塵的卸料管21a設置于側面,其中在該示例中在濾燭17a下方設有一偏心的傾斜底板19a,在凈化濾燭17時,灰塵會沉降在傾斜底板19a上,并從側面被排出。流過旋風分離器9a的中心管20a的氣體會經由一偏心設置的通路25被引到濾燭17a。與圖I中的濾燭17 —樣,在濾燭17a的下游終端配備有催化活性的緩沖過濾器26。除以上所述之不同點外,圖4的實施方式與圖2的實施方式的其它具有相同作用的組件均使用相同的附圖標記當然上述的本發明的實施方式仍可以有許多不同的變化方式,但是均不會偏離本發明的基本構想,圖2至4示出的僅是經過大幅簡化的本發明設備8及8a,其對于本發明而言主要設計成組合式分離設備。
權利要求
1.一種從由氣化器排出的熱氣體中分離酸質、灰塵及焦油的方法,其特征在于,將從氣化過程排出的、溫度超過700°C的熱媒質流連同添加劑送入脫硫裝置,然后再送入組合式旋風分離器,該組合式旋風分離器包含多個配設的、位于一共同容器內的濾燭,并且在濾燭之后將氣體排出,以作為其它用途之用。
2.如權利要求I的方法,其特征在于,在除塵之前通過加入添加劑分離酸性氣體成分,例如分離H2S0
3.如權利要求I或2的方法,其特征在于,在除塵之前通過加入添加劑分離焦油。
4.如上述權利要求中任一項的方法,其特征在于,在燭狀過濾器上和/或燭狀過濾器內分離剩余焦油。
5.一種設備、尤其是用于執行如上述權利要求中任一項所述的方法的設備,其特征在于,旋風分離器(9 )及燭狀過濾器(10 )沿著重力方向上下相疊地設置在一個容器(8 )內,其中旋風分離器的中心管(20)通入到配備有濾燭(17)的過濾器室(10)中。
6.如權利要求5的設備,其特征在于,在旋風分離器(9)和過濾器室(10)之間的隔板(19)設計成漏斗形底,旋風分離器(9)的中心管(20)貫穿該漏斗形底,其中在中心管(20)內定位用于精細粉塵的、直徑較小的下降管(21),其中該下降管(21)具有用于將精細粉塵從漏斗形底(19)送入下降管(21)中的輸送元件(24)。
7.如權利要求6的設備,其特征在于,輸送元件設計成在下降管(21)的頂端區域與中心管(20)之間在漏斗形底(19)的低點處的輪輻形設置的套管(24)。
8.如權利要求5的設備,其特征在于,在過濾器室(IOa)內距中心管(20a)—段距離處設置傾斜底(19a),該傾斜底(19a)具有用于精細粉塵的側向的卸料管(21a)和用于穿流中心管(20a)的氣體的偏心通路(25)。
9.如權利要求5或接下來的權利要求中任一項的設備,其特征在于,濾燭(17,17a)配備催化涂層和/或催化填料。
10.如權利要求9的設備,其特征在于,每一個濾燭(17,17a)都有配備催化活性的緩沖過濾器(26)。
全文摘要
一種從由氣化器排出的熱氣體中分離酸質、灰塵及焦油的方法及設備,此種方法及設備要能夠以合乎經濟效益及在盡可能高的溫度范圍內可靠將酸性化合物HF、HCl、H2S、灰塵及焦油分離出來。為達到上述目的,將從從氣化過程所排出的、溫度超過700℃的熱媒質流及添加劑送入脫硫裝置,然后再送入具有位于一共同容器8內的濾燭17的組合式旋風分離器9,并在濾燭之后將氣體排出,以作為其它用途之用。
文檔編號B01D53/75GK102655926SQ201080056923
公開日2012年9月5日 申請日期2010年11月13日 優先權日2009年12月16日
發明者D·帕沃內, R·亞伯拉罕 申請人:蒂森克虜伯伍德有限公司