用于從氣體冷凝物中分離并且加工焦油的方法
【專利摘要】一種用于從氣體冷凝物獲得無灰塵且干燥的焦油以及無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品的方法，該方法包括以下相繼進(jìn)行的方法步驟：?將該氣體冷凝物冷卻并減壓，?通過沉降來分離出一個帶有灰塵的焦油相，?粉碎該焦油相中的灰塵顆粒?通過過濾從該焦油相中分離這些灰塵顆粒，?通過用干燥的惰性氣體進(jìn)行汽提來從該焦油相中分離水分，?通過用無焦油氣體冷凝物沖洗該被負(fù)載的過濾器、用惰性氣體干燥并且從該過濾器排出該無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品而生產(chǎn)該無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品。
【專利說明】用于從氣體冷凝物中分離并且加工焦油的方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于從帶有灰塵的焦油相獲得無灰塵且干燥的焦油以及無焦油 且干燥的濾餅產(chǎn)品的方法，該帶有灰塵的焦油相通過沉降從含碳燃料加壓氣化過程中所獲 得的氣體冷凝物中分離。 現(xiàn)有技術(shù)
[0002] 借助于固定床加壓氣化反應(yīng)器，在升高的溫度下并且在大多數(shù)情況下，在超壓下 用蒸汽和氧作為氣化介質(zhì)使固體燃料(如煤、焦炭或其他含碳燃料)氣化，以獲得含有一氧 化碳和氫氣的合成氣，其中獲得了一種固體灰，該固體灰通過一個排灰爐篦從該反應(yīng)器排 出，在很多情況下該爐篦形成為旋轉(zhuǎn)爐篦。這種類型的反應(yīng)器還經(jīng)常被稱為FBDB( =固定床 干燥底部）加壓氣化器，參考1^11111&111181：：!.11〇￥1<丨0丨)5^6(161'丨6〇]111丨8〇]1611〇16111丨6，第4版，第 14卷，第383頁，第2.3.3章。
[0003] 與固定床加壓氣化反應(yīng)器中產(chǎn)生的粗合成氣一起，將非分解的蒸汽、灰塵顆粒以 及焦油從該氣化器排出。在該氣化器下游的一個冷凝裝置中，將這些成分與氣體分開并且 作為氣體冷凝物被轉(zhuǎn)移至一個沉降槽(所謂的焦油分離器）內(nèi)。在該焦油分離器中，通過沉 降從該氣體冷凝物中分離一個富含水的相、一個富含油的相、以及一個富含焦油和固體的 相。
[0004] 國際專利申請W0 2012/104686 A1描述了一種方法，其中將從該合成氣分離的氣 體冷凝物供應(yīng)到一個過濾器裝置，而無需首先冷卻且減壓。在此處披露的一個實(shí)例中，提及 200°C的溫度和26巴的壓力作為用于被供應(yīng)到該過濾器裝置的氣體冷凝物的典型值。在此 過濾器裝置中，將這些固體成分（即，來自該氣化反應(yīng)器的固定燃料床的夾帶的灰塵)機(jī)械 地從該氣體冷凝物中分離。指出了獲得了處于一種基本上無焦油狀態(tài)的固體成分。然后將 濾液冷卻，減壓到大氣壓并供應(yīng)到一個重力分離器用于分離該焦油。以此方式，將來自該固 定床的夾帶的灰塵和包含于該氣體冷凝物中的焦油從該氣體冷凝物中分離并且作為過程 產(chǎn)物獲得。
[0005] 在此方法中，不利的是該氣體冷凝物以其全部并且在非常高的溫度和非常高的壓 力下過濾。這要求一種非常大的且技術(shù)上復(fù)雜的過濾器裝置。
[0006] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法，其中該過濾器裝置實(shí)現(xiàn)了較小的體積并且 在較低壓力和較低溫度下操作并且因此就生產(chǎn)和安全性而言是較不昂貴的。
[0007] 發(fā)明說明
[0008] 這個目的是通過一種借助于氣體冷卻和洗滌裝置從由粗合成氣分離的帶有灰塵 的氣體冷凝物獲得無灰塵且干燥的焦油和無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品的方法解決的，該粗合 成氣是通過固定床加壓氣化煤或焦炭產(chǎn)生的，該方法包括以下相繼進(jìn)行的方法步驟：
[0009] a)將該氣體冷凝物冷卻到在從60°C至100°C的范圍內(nèi)的溫度并且減壓到大氣壓， [0010] b)通過沉降從該氣體冷凝物中分離一個帶有灰塵的焦油相，
[0011] c)粉碎該焦油相中的灰塵顆粒
[0012] d)通過在一個過濾器裝置中過濾從該焦油相中分離這些灰塵顆粒，該過濾器裝置 包括至少一個、優(yōu)選多個并聯(lián)地連接的過濾器單元，
[0013] e)從該過濾器裝置排出該焦油相并且將該焦油相引入至一個汽提設(shè)備中，該汽提 設(shè)備包括至少一個、優(yōu)選多個并聯(lián)地連接的汽提槽，
[0014] f)通過用干燥的惰性氣體進(jìn)行汽提來從該焦油相中分離水分，
[0015] g)從對應(yīng)的汽提槽排出無灰塵且干燥的焦油相以用于進(jìn)一步處理，
[0016] h)將方法步驟c)的一個過濾器單元與該焦油相的流入物和流出物脫離，然后用無 焦油氣體冷凝物以與該焦油相相同的流動方向填充留在該過濾器單元中的濾餅以用于沖 洗該過濾器來去除焦油，然后用干燥的惰性氣體以與該焦油相相同的流動方向填充留在該 過濾器單元中的濾餅以用于沖洗去除水分，其中獲得了一種無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個有利的方面可在子權(quán)利要求2至8中找到。
[0018] 通過施加根據(jù)本發(fā)明的方法，不僅出人意料地獲得了一種無灰塵且干燥的焦油產(chǎn) 品，而且獲得了一種無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品，該產(chǎn)品與來自現(xiàn)有技術(shù)的已知加工方法相比 是以完全干燥且無粘性獲得的。有利地，作為濾餅產(chǎn)品所獲得的固體物質(zhì)因此可以容易地 被存儲并且運(yùn)送并且可以有利地被進(jìn)一步加工。由于其高的碳含量，它例如適合作為燃料。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)選方面
[0020] 本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面在于在方法步驟lc)中，將包含在該焦油相中的灰塵顆 粒粉碎到低于2mm、優(yōu)選地低于1_的粒度。其結(jié)果是，運(yùn)送該焦油相的管導(dǎo)管和管導(dǎo)管配件 和運(yùn)送裝置經(jīng)受較小的磨損。對于粉碎，可以使用本身已知的裝置研磨或壓碎，其中該粉碎 不連續(xù)地或優(yōu)選地連續(xù)地進(jìn)行。優(yōu)選地，所使用的粉碎裝置還具有一種運(yùn)送作用，使得可以 完全或部分地節(jié)省另外的運(yùn)送裝置。
[0021] 本發(fā)明的另一個有利的方面在于使用一個容積式栗，例如像軟管栗、活塞栗、柱塞 栗或隔膜栗用于運(yùn)送該焦油相通過該至少一個過濾器單元。這些栗對于運(yùn)送帶有固體顆粒 的高度粘性的液體是相當(dāng)有用的。
[0022] 本發(fā)明的另一個有利的方面在于在根據(jù)方法步驟Id)的過濾之前，將該焦油相加 熱到從80 °C至130 °C的范圍內(nèi)的溫度。該焦油相的動態(tài)粘度由此降低，由此它可以被運(yùn)送通 過該管導(dǎo)管和該過濾器具有更小的能量消耗。同時，通過這種措施降低了該運(yùn)送裝置、管導(dǎo) 管和配件的磨損負(fù)載。
[0023] 本發(fā)明的另一個有利的方面在于在方法步驟Id)中使用一個表面過濾器。在這種 類型的過濾器中，從該焦油相、該濾液中分離的該灰塵在該過濾器裝置上形成了一種濾餅。 在已經(jīng)關(guān)閉并且沖洗該過濾器單元之后，這種濾餅可以容易地從該過濾器裝置上分離并且 被機(jī)械地從該過濾器移除。表面過濾器因此作為分離過濾器是相當(dāng)有用的，即，用于獲得在 一種液相中懸浮的固體物質(zhì)。
[0024]當(dāng)使用葉片式或燭式過濾器類型的表面過濾器時，這些分離過濾器的處理是特別 容易的。
[0025] 本發(fā)明的另一個有利的方面在于以若干步驟進(jìn)行該焦油相的過濾。以此方式，不 同尺寸的顆粒可以被分開地沉積，其中在該第一步驟中進(jìn)行粗顆粒的沉積并且在一個或多 個隨后步驟中進(jìn)行細(xì)顆粒的沉積。以此方式，對應(yīng)于粒度分級該濾餅產(chǎn)品。
[0026] 本發(fā)明的另一個有利的方面在于在方法步驟If)和/或lh)中使用氮?dú)庾鳛槎栊詺?體。氮?dú)馐橇畠r并且對于環(huán)境是不成問題的。在方法步驟lh)中通過使用氮?dú)猓€使所獲得 的具有高碳含量的濾餅產(chǎn)品變惰性，使得在隨后的存儲或處理過程中，減少了自燃的風(fēng)險(xiǎn)。
[0027] 示例性實(shí)施例
[0028] 本發(fā)明的進(jìn)一步的發(fā)展、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用還可以取自非限制性示例性實(shí)施例和 數(shù)值實(shí)例以及附圖的以下說明。描述和/或展示的所有特征本身或以任何組合(獨(dú)立于在權(quán) 利要求書或它們后面參考中的它們的內(nèi)含物)形成了本發(fā)明。
[0029]參照附圖圖1，現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0030]圖1示出了本發(fā)明的一個流程圖。
[0031]氣體冷凝物1經(jīng)由熱交換器21 (經(jīng)由該熱交換器該氣體冷凝物被冷卻到在從60 °C 至100°C的范圍內(nèi)的溫度)并且經(jīng)由一個膨脹裝置22(經(jīng)由該膨脹裝置該氣體冷凝物被膨脹 到大氣壓)被傳至一個所謂的焦油分離器2內(nèi)，在該焦油分離器中通過沉降使該氣體冷凝物 釋放油、焦油和灰塵。通過導(dǎo)管3清洗過的氣體冷凝物離開該焦油分離器。通過導(dǎo)管4,將該 油相從該焦油分離器中取出。在該焦油分離器的底部，將帶有灰塵顆粒的焦油相5取出并且 被傳至一個裝置6內(nèi)，在該裝置中粉碎這些固體顆粒。對于粉碎，可以使用本身已知的裝置 研磨或壓碎，其中該粉碎不連續(xù)地或優(yōu)選地連續(xù)地進(jìn)行。
[0032] 借助于一個容積式栗7,隨后將該焦油相運(yùn)送通過一個加熱器8并且然后通過過濾 器9a或9b到汽提槽10a或10b內(nèi)。將氮?dú)?1在加熱器12中加熱并且傳至汽提槽10a、10b內(nèi)，以 便在此從該焦油相中驅(qū)逐水分。將已釋放灰塵和水分的焦油相13從這些汽提槽中排水用于 進(jìn)一步的處理。
[0033]當(dāng)該過濾器的載量已經(jīng)達(dá)到所希望的程度時，關(guān)閉該過濾器，如此將該過濾器與 該焦油供應(yīng)脫離。然后該焦油相傳遞通過該并聯(lián)過濾器。
[0034] 自該關(guān)閉過濾器和在該過濾器裝置上沉降的濾餅，用無焦油氣體冷凝物14沖洗掉 所有焦油殘余物，將其通過使用加熱器15加熱到90°C。經(jīng)由導(dǎo)管16將用于沖洗的該氣體冷 凝物再循環(huán)到焦油分離器2內(nèi)。
[0035] 隨后，經(jīng)由導(dǎo)管17a、17b用氮?dú)鉀_洗該過濾器沒有水分。在一個第一階段中，用加 熱到95°C的氮?dú)膺M(jìn)行沖洗，以便盡可能有效地驅(qū)逐該水分。在一個第二階段中，用具有環(huán)境 溫度的氮?dú)饫鋮s該過濾器，并且因此該濾餅。經(jīng)由導(dǎo)管19,將該氮?dú)鈧鬟f至焦油分離器2內(nèi)， 以便在此沉降可能夾帶的物質(zhì)。
[0036] 通過用冷氮?dú)鉀_洗進(jìn)行冷卻該濾餅，以便促進(jìn)隨后將該濾餅從該過濾器裝置的機(jī) 械分離。
[0037] 通過振動這些用作過濾器裝置的濾燭(未示出），將該濾餅分離并且用于進(jìn)一步的 處理，作為干燥、無焦油的濾餅產(chǎn)品18a、18b從該過濾器排出。
[0038] 隨后，再次使該過濾器進(jìn)行操作，由此帶有灰塵的氣體冷凝物再次穿過該過濾器。 因?yàn)楫?dāng)具有足夠?qū)雍穸鹊臑V餅在該過濾器裝置上形成時才獲得充分的過濾效果，將該焦油 相經(jīng)由導(dǎo)管20再循環(huán)至該焦油分離器2內(nèi)，直到實(shí)現(xiàn)了所希望的過濾效果。
[0039] 可以是以一個或多個步驟進(jìn)行該過濾。
[0040] 隨后將從該過濾器裝置離開的該焦油排至用于從焦油中分離水分的槽內(nèi)。在這些 槽中，在大氣壓下存儲該焦油。來自該具有優(yōu)選地在80°C與130°C之間的溫度的焦油浴的水 分由此可以上升并且將其從該槽排出。
[0041] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，該焦油浴用干燥的惰性氣體(例如氮?dú)猓_洗，使得 從該浴汽提出水分。為了防止由于汽提該焦油浴冷卻，將該吹掃氣體或汽提氣體在進(jìn)入該 浴內(nèi)之前加熱到浴溫。
[0042] 隨后將該清洗過的且干燥的焦油轉(zhuǎn)移到存儲或運(yùn)輸容器內(nèi)。
[0043] 工業(yè)適用性
[0044] 本發(fā)明提供了一種方法，用該方法可以從氣體冷凝物獲得作為有價值的物質(zhì)的焦 油和灰塵，因?yàn)樵摎怏w冷凝物作為副產(chǎn)物獲得(例如在煤的氣化過程中）?；覊m作為無焦油、 干燥的濾餅產(chǎn)品獲得，該產(chǎn)品與來自現(xiàn)有技術(shù)的已知加工方法相比是完全干燥且無粘性獲 得的。有利地，作為濾餅產(chǎn)品所獲得的固體物質(zhì)因此可以容易地被存儲并且運(yùn)送并且可以 有利地被進(jìn)一步加工。由于其高的碳含量，它例如適合作為燃料。
[0045] 參考號清單
[0046] 1氣體冷凝物
[0047] 2焦油分離器
[0048] 3氣體冷凝物，清洗過的
[0049] 4 油相
[0050] 5焦油相
[0051] 6用于顆粒粉碎的裝置
[0052] 7容積式栗
[0053] 8加熱器
[0054] 9 過濾器a、b
[0055] 10 汽提槽a、b
[0056] 11 氮?dú)?br>[0057] 12加熱器
[0058] 13焦油相，無灰塵且干燥的
[0059] 14氣體冷凝物，無焦油的
[0060] 15加熱器
[0061] 16氣體冷凝物，再循環(huán)
[0062] 17 氮?dú)鈇、b
[0063] 18濾餅產(chǎn)品a、b
[0064] 19 氮?dú)?br>[0065] 20焦油相，再循環(huán)
[0066] 21熱交換器
[0067] 22膨脹裝置
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種借助于氣體冷卻和洗滌裝置從由粗合成氣分離的帶有灰塵的氣體冷凝物獲得 無灰塵且干燥的焦油和無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品的方法，該粗合成氣是通過固定床加壓氣 化煤或焦炭產(chǎn)生的，該方法包括以下相繼進(jìn)行的方法步驟： a) 將該氣體冷凝物冷卻到在從60°C至100 °C的范圍內(nèi)的溫度并且減壓到大氣壓， b) 通過沉降從該氣體冷凝物中分離一個帶有灰塵的焦油相， c) 粉碎該焦油相中的灰塵顆粒 d) 通過在一個過濾器裝置中過濾從該焦油相中分離這些灰塵顆粒，該過濾器裝置包括 至少一個、優(yōu)選多個并聯(lián)地連接的過濾器單元， e) 從該過濾器裝置排出該焦油相并且將該焦油相引入至一個汽提設(shè)備中，該汽提設(shè)備 包括至少一個、優(yōu)選多個并聯(lián)地連接的汽提槽， f) 通過用干燥的惰性氣體進(jìn)行汽提來從該焦油相中分離水分， g) 從對應(yīng)的汽提槽排出無灰塵且干燥的焦油相以用于進(jìn)一步處理， h) 將方法步驟c)的一個過濾器單元與該焦油相的流入物和流出物脫離，然后用無焦油 氣體冷凝物以與該焦油相相同的流動方向填充留在該過濾器單元中的濾餅以用于沖洗該 過濾器來去除焦油，然后用干燥的惰性氣體以與該焦油相相同的流動方向填充留在該過濾 器單元中的濾餅以用于沖洗去除水分，其中獲得了一種無焦油、干燥的濾餅產(chǎn)品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在方法步驟1 c)中，包含在該焦油相中的這 些灰塵顆粒被粉碎到低于2mm、優(yōu)選地低于1mm的粒度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于使用一個容積式栗，例如像軟管栗、活塞 栗、柱塞栗或隔膜栗用于將該焦油相運(yùn)送通過該至少一個過濾器單元。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在根據(jù)方法步驟Id)的過濾 之前，將該焦油相加熱到在從80 °C至130 °C的范圍內(nèi)的溫度。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在方法步驟Id)中，使用一個 表面過濾器。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于使用一個葉片式過濾器或燭式過濾器。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于以若干步驟進(jìn)行該焦油相的 過濾。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在方法步驟If)和/或lh)中 使用的惰性氣體是氮?dú)狻?br>【文檔編號】C10G53/02GK105940090SQ201480067918
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年12月4日
【發(fā)明人】埃哈德·拉, 弗雷德里克·茹達(dá)斯
【申請人】喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司