專利名稱：從由氣化器排出的熱氣體中分離酸質(zhì)、灰塵及焦油的方法及設(shè)備的制作方法
從由氣化器排出的熱氣體中分離酸質(zhì)、灰塵及焦油的方法及設(shè)備在將化石燃料(例如硬煤、褐煤、生物物質(zhì)、煉油產(chǎn)生的剩余物)氣化時(shí)，化石燃料所含的氯或硫會(huì)反應(yīng)生成酸性氣體，這會(huì)對(duì)連接在氣化器之后的設(shè)備組件帶來(lái)侵蝕或腐蝕的問(wèn)題。此外，生物物質(zhì)在氣化時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的焦油，這些焦油必須加以清除，因?yàn)榻褂屠淠镆部赡軐?duì)連接在氣化器之后的設(shè)備造成很大的問(wèn)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(chǎn)物氣體在通過(guò)濾燭之前有更長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這種方法并未使用旋風(fēng)分離器進(jìn)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(diǎn)是必須將氣體大幅冷卻。焦油的分離是在單獨(dú)的催化焦油分離器中以所謂的催化分離法進(jìn)行，此種焦油分離器通常是設(shè)置在H2S分離器及除塵設(shè)備之后。如果在過(guò)濾器之前布置相應(yīng)的催化劑，則由于熱損耗的關(guān)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(huì)造成很大的效率損失及增加操作上的麻煩。
本發(fā)明的目的是提出一種經(jīng)濟(jì)的方法及相應(yīng)的設(shè)備，此種方法及設(shè)備能夠在盡可能高的溫度范圍內(nèi)可靠將酸性化合物HF、HC1、H2S、灰塵及焦油分離出來(lái)。利用開(kāi)頭所述類型的方法，根據(jù)本發(fā)明如此實(shí)現(xiàn)上述目的將從由氣化過(guò)程所排出的、溫度超過(guò)700°C的熱媒質(zhì)流及添加劑送入脫硫裝置，然后再送入組合式旋風(fēng)分離器，該組合式旋風(fēng)分離器包含多個(gè)配設(shè)的位于一共同容器內(nèi)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(fā)明可以通過(guò)在一共同的設(shè)備內(nèi)及高溫環(huán)境中組合分離多種固體物，以降低熱損耗，同時(shí)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(qǐng)人在DE 10 2008 049 579所述，可以將添加劑與燃料同時(shí)添加、添加到氣化器中或是添加到再循環(huán)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(fā)明的一種實(shí)施方式是在除塵之前通過(guò)加入添加劑分離酸性氣體成分，例如分離 h2s。本發(fā)明的另外一種實(shí)施方式是在除塵之前通過(guò)加入添加劑分離焦油，或是在燭狀過(guò)濾器上和/或燭狀過(guò)濾器內(nèi)分離剩余焦油。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提出一種由氣化器的熱廢氣中分離酸質(zhì)、灰塵及焦油的設(shè)備，此種設(shè)備的特征為，將旋風(fēng)分離器及燭狀過(guò)濾器沿著重力方向上下相疊地設(shè)置在一個(gè)容器內(nèi)，其中旋風(fēng)分離器的中心管通入到配備有濾燭的過(guò)濾器室中。按照本發(fā)明的定位方式將旋風(fēng)分離器及燭狀過(guò)濾器安裝在一個(gè)設(shè)備內(nèi)有助于減少流動(dòng)損耗，以及提高分離效率。此處要指出的是，由過(guò)濾器及旋風(fēng)分離器構(gòu)成組合式設(shè)備是一種已知的方式，例如德國(guó)實(shí)用新型I 879 283提出的組合式設(shè)備，但是該設(shè)備沒(méi)有顧及精細(xì)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(gòu)造方式的小型過(guò)濾器。US
2941 621或WO 83/03556亦有提出此種組合式設(shè)備的變化方式。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在旋風(fēng)分離器及過(guò)濾器室之間的隔板構(gòu)成為漏斗形底，旋風(fēng)分離器的中心管貫穿該漏斗形底，其中在中心管內(nèi)設(shè)有用于精細(xì)粉塵的、直徑較小的下降管，其中該下降管具有用于將精細(xì)粉塵從漏斗形底送入下降管的輸送元件。本發(fā)明的設(shè)備的這種特殊構(gòu)造方式的另外一個(gè)特征是，輸送元件設(shè)計(jì)成在下降管的頂端區(qū)域與中心管之間在漏斗形底的低點(diǎn)處的輪輻形設(shè)置的套管。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種變化方式，在過(guò)濾器室內(nèi)距中心管一段距離處設(shè)置傾斜底，該傾斜底具有用于精細(xì)粉塵的側(cè)向的卸料管和用于穿流中心管的氣體的偏心通路。與設(shè)備的造型無(wú)關(guān)，本發(fā)明的設(shè)備的濾燭具 有催化涂層和/或催化填料。以下配合附圖
及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的其它特征、細(xì)節(jié)及優(yōu)點(diǎn)做進(jìn)一步的說(shuō)明。圖I示出用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備I的原理圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備實(shí)施例的簡(jiǎn)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(shí)施方式的一種變化方式。圖I中總體上以I表示的設(shè)備在該圖中以原理圖示出。在該圖中燃料(點(diǎn)線箭頭3)、氧氣(實(shí)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(biāo)記6代表爐渣排出。連接在氣化器2之后依次是一個(gè)脫硫裝置7及一個(gè)內(nèi)部設(shè)有旋風(fēng)分離器9及燭狀過(guò)濾器10的設(shè)備8。箭頭11標(biāo)示氣體流入旋風(fēng)分離器9，箭頭12標(biāo)示有用氣體從燭狀過(guò)濾器10后方流出。接著有用氣體13會(huì)流至下一個(gè)加工設(shè)備。虛線箭頭14標(biāo)示淬火氣體從氣流12回流至脫硫裝置7之前的一個(gè)區(qū)域。虛線箭頭15標(biāo)示可以將添加劑加到脫硫裝置7之前的這個(gè)區(qū)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(shí)現(xiàn)分離酸性氣體成分，例如分離h2s。在除塵之前也可以通過(guò)添加劑實(shí)現(xiàn)分離焦油，其中此種添加劑及灰塵的預(yù)分離是在旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行，精細(xì)粉塵的分離是在燭狀過(guò)濾器內(nèi)進(jìn)行。另外一種可能的方式是在燭狀過(guò)濾器上和/或燭狀過(guò)濾器內(nèi)分離剩余焦油，其中在燭狀過(guò)濾器的出口處在下游連接一個(gè)緩沖過(guò)濾器，例如泡沫狀陶瓷制的緩沖過(guò)濾器。緩沖過(guò)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(guò)一個(gè)部分流14a表示)凈化濾燭。圖2簡(jiǎn)示由一旋風(fēng)分離器9及燭狀過(guò)濾器10構(gòu)成的設(shè)備8的一個(gè)簡(jiǎn)化斷面圖。含有微粒的氣體從旋風(fēng)分離器入口 16流入旋風(fēng)分離器9，由于壓縮比例不同的關(guān)系，氣體中大部分的微粒會(huì)向下沉降。接著經(jīng)過(guò)此種預(yù)凈化的氣體會(huì)從旋風(fēng)分離器9的中心管向上流入燭狀過(guò)濾器10，并被濾燭17凈化。經(jīng)過(guò)凈化的氣體還會(huì)流過(guò)位于濾燭頂端的緩沖過(guò)濾器18，并沿著箭頭12的方向離開(kāi)設(shè)備8。如果利用經(jīng)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(huì)沉降在旋風(fēng)分離器9及燭狀過(guò)濾器10之間傾斜向下的分離底19上，其中旋風(fēng)分離器的中心管20在分離底19的范圍內(nèi)具有一如圖3放大顯示的內(nèi)建裝置。輪輻形配置的精細(xì)粉塵排出管24從底部19進(jìn)到位于中心的排出管21，該排出管貫穿旋風(fēng)分離器9，并在底部止于一灰塵排出槽22，灰塵會(huì)從排出槽22經(jīng)由相應(yīng)的閘門(mén)被送到灰塵收集器23。
圖4示出一種變化的實(shí)施方式。根據(jù)此種實(shí)施方式，運(yùn)送從設(shè)備8a的燭狀過(guò)濾器IOa排出的精細(xì)粉塵的卸料管21a設(shè)置于側(cè)面，其中在該示例中在濾燭17a下方設(shè)有一偏心的傾斜底板19a，在凈化濾燭17時(shí)，灰塵會(huì)沉降在傾斜底板19a上，并從側(cè)面被排出。流過(guò)旋風(fēng)分離器9a的中心管20a的氣體會(huì)經(jīng)由一偏心設(shè)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(guò)濾器26。除以上所述之不同點(diǎn)外，圖4的實(shí)施方式與圖2的實(shí)施方式的其它具有相同作用的組件均使用相同的附圖標(biāo)記當(dāng)然上述的本發(fā)明的實(shí)施方式仍可以有許多不同的變化方式，但是均不會(huì)偏離本發(fā)明的基本構(gòu)想，圖2至4示出的僅是經(jīng)過(guò)大幅簡(jiǎn)化的本發(fā)明設(shè)備8及8a，其對(duì)于本發(fā)明而言主要設(shè)計(jì)成組合式分離設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種從由氣化器排出的熱氣體中分離酸質(zhì)、灰塵及焦油的方法，其特征在于，將從氣化過(guò)程排出的、溫度超過(guò)700°C的熱媒質(zhì)流連同添加劑送入脫硫裝置，然后再送入組合式旋風(fēng)分離器，該組合式旋風(fēng)分離器包含多個(gè)配設(shè)的、位于一共同容器內(nèi)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(quán)利要求I的方法，其特征在于，在除塵之前通過(guò)加入添加劑分離酸性氣體成分，例如分離H2S0
3.如權(quán)利要求I或2的方法，其特征在于，在除塵之前通過(guò)加入添加劑分離焦油。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在燭狀過(guò)濾器上和/或燭狀過(guò)濾器內(nèi)分離剩余焦油。
5.一種設(shè)備、尤其是用于執(zhí)行如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的設(shè)備，其特征在于，旋風(fēng)分離器(9 )及燭狀過(guò)濾器(10 )沿著重力方向上下相疊地設(shè)置在一個(gè)容器(8 )內(nèi)，其中旋風(fēng)分離器的中心管(20)通入到配備有濾燭(17)的過(guò)濾器室(10)中。
6.如權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于，在旋風(fēng)分離器(9)和過(guò)濾器室(10)之間的隔板(19)設(shè)計(jì)成漏斗形底，旋風(fēng)分離器(9)的中心管(20)貫穿該漏斗形底，其中在中心管(20)內(nèi)定位用于精細(xì)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(xì)粉塵從漏斗形底(19)送入下降管(21)中的輸送元件(24)。
7.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于，輸送元件設(shè)計(jì)成在下降管(21)的頂端區(qū)域與中心管(20)之間在漏斗形底(19)的低點(diǎn)處的輪輻形設(shè)置的套管(24)。
8.如權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于，在過(guò)濾器室(IOa)內(nèi)距中心管(20a)—段距離處設(shè)置傾斜底(19a)，該傾斜底(19a)具有用于精細(xì)粉塵的側(cè)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(quán)利要求5或接下來(lái)的權(quán)利要求中任一項(xiàng)的設(shè)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(quán)利要求9的設(shè)備，其特征在于，每一個(gè)濾燭(17，17a)都有配備催化活性的緩沖過(guò)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(zhì)、灰塵及焦油的方法及設(shè)備，此種方法及設(shè)備要能夠以合乎經(jīng)濟(jì)效益及在盡可能高的溫度范圍內(nèi)可靠將酸性化合物HF、HCl、H2S、灰塵及焦油分離出來(lái)。為達(dá)到上述目的，將從從氣化過(guò)程所排出的、溫度超過(guò)700℃的熱媒質(zhì)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(nèi)的濾燭17的組合式旋風(fēng)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(hào)B01D53/75GK102655926SQ201080056923
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者D·帕沃內(nèi), R·亞伯拉罕 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯伍德有限公司