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1、10申请公布号CN104220566A43申请公布日20141217CN104220566A21申请号201380019979022申请日20130204102012002711720120214DEC10J3/5220060171申请人蒂森克虏伯工业解决方案股份公司地址德国埃森72发明人多梅尼科帕沃内拉尔夫亚伯拉罕多布林托波罗夫74专利代理机构北京天昊联合知识产权代理有限公司11112代理人张天舒张杰54发明名称流化床气化装置中的底部产物的冷却57摘要本发明涉及一种用于对在流化床气化具有高灰分含量的生物质、褐煤、硬煤过程中产生的底部产物进行冷却并降压的方法。该方法能够为底部产物的冷却及降压提。
2、供一个较为经济的解决方案，其特点在于先将在最高温度1500并且最大压力40巴离开气化床的底部产物送至缓冲室，随后从该缓冲室送到配备有冷却系统的高压容器，然后再送到降压系统中。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014101486PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0521432013020487PCT国际申请的公布数据WO2013/120721DE2013082251INTCL权利要求书1页说明书4页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图5页10申请公布号CN104220566ACN104220566A1/1页21一种用于对在。
3、流化床气化具有高灰分含量的生物质、褐煤和硬煤过程中产生的底部产物进行冷却并降压的方法，其特征在于在最高温度为1500并且高达40巴的压力下离开该流化床的底部产物被输送到中间存储区，然后从该中间存储区被供给到具有冷却系统的压力容器中，并且随后被馈送到减压系统中。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于从气化器到中间存储区、从该中间存储区到冷却系统以及从该冷却系统到降压系统的系统过渡区是由螺旋冷却管、冷却叶轮或者二者的组合构成。3根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于底部产物的冷却系统是由被压力容器环绕的流化床以及位于压力容器内的热交换器和/或由流化床/热交换器的组合构成。4根据权利要求1所述的方。
4、法，其特征在于该冷却系统是由位于压力容器内的管式或板式热交换器构成的，其中利用重力来输送底部产物使其通过热交换器表面。5根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于在压力容器内产生流化床的冷却气体通过分离灰尘的旋流器、通过外部的热交换器进行循环的。6根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于该降压操作是借助于已知的闸门系统进行的。7一种用于执行对在流化床气化具有高灰分含量的生物质、褐煤和硬煤过程中产生的底部产物进行冷却及降压的方法的工厂，其特征在于具有底部产物出口9的加压的流化床气化器2、缓冲罐10、配备有用于底部产物7的冷却系统19的压力容器12以及设置在后的用于降压的闸门系统17。8。
5、根据权利要求7所述的工厂，其特征在于压力容器12具有为底部产物7产生流化床14的装置13A、28，并且该压力容器具有热交换器22和产生流化床14的气体的循环管道23、26。权利要求书CN104220566A1/4页3流化床气化装置中的底部产物的冷却技术领域0001本发明涉及一种对在流化床气化具有高灰分含量的生物质、褐煤、硬煤过程中产生的底部产物进行冷却及降压的方法。背景技术0002由起初在环境压力下进行的WINKLER流化床气化法进一步开发出来的高温WINKLER煤气化法不仅要在复合式发电厂以高效且低廉的方式发电，而且也需要能够被应用在铁直接还原及制造化学产物的合成气体，以及用来气化具有高灰分。
6、含量的生物质和硬煤。由于气化过程中会出现高于1500的灰分熔化温度，因此这些燃料不再能够应用于气流气化器。操作温度低于灰分熔化温度的流化床气化则适合应该这些燃料例如US4790251中所披露，但其缺点是会产生大量的底部产物，必须将这些底部产物排出气化器并进行冷却，也就是说，必须将承受高压和高温的底部产物冷却，例如以底部产物螺旋冷却管进行冷却。0003使用已知的方法在气化床进行气化时，富含固态碳的气化物质与气态氧化剂氧气或空气、蒸汽及二氧化碳之间的热自动补偿气化反应可在最高温度为1200和最高压力为30巴的条件下进行。气化物质是通过进料叶轮CELLULARWHEEL闸门控制速度送往气化器，再通过。
7、螺旋进料器送入气化器。富含氢气和富含一氧化碳的原料气体从底部离开该气化器。原料气体同时将灰尘带走，这些灰尘除了含有气化物质的灰分外，还含有为转换的碳约为40。大约95的灰分会沉降在再循环旋风分离器中，并且经由再循环管道被送回到气化器的流化床。0004含有细小灰尘的原料气体朝着原料气体冷却器的方向离开该再循环旋风分离器。几乎不含碳的灰分会沉降到气化器的底部，这种灰分被称为底部产物，随后经由底部产物螺旋冷却管送至灰分排出口。底部产物进行螺旋冷却管时的温度高达900，经冷却水冷却至60后再从压力室被束流引出。灰分含量较低时最高不超过15，这种装置或许还能够应对，但若是使用灰分含量高达50的燃料，则该。
8、装置就无法应付了。例如煤的用量为160T/H时，所产生的灰分含量为80T/H。0005在具有高灰分含量的煤的情形中，基于高物质流的原因，US5522160提出的技术也无法被应用其中。0006如果使用已知的阶梯状设置的螺旋冷却管和分离器，则不论在技术上还是经济上都是不可行的。发明内容0007本发明的目的是对沉降的底部产物冷却及降压提出经济可行的解决方案。0008借助于在本文开头描述的方法，该目的得以实现。根据本发明，其提供的方案将在最高温度1500和高达40巴的压力下离开气化床的底部产物送至中间存储区，然后从该中间存储区送到配备有冷却系统的压力容器中，并且随后再送入到降压系统。说明书CN1042。
9、20566A2/4页40009使用根据本发明的方法，采用紧凑的构造对底部产物达到足够的降温和降压效果，以便进入后续的处理步骤或底部产物的清除是可能的。0010基本上独立进行降压和冷却的处理方式是已知的。例如WO2010/123477A1提出了一种连续的灰分降压系统，以及US2011/0193018A1提出了一种在环境压力中运行的冷却系统。0011从属权利要求的内容为根据本发明的方法的各种实施例。从气化器到中间存储区，从该中间存储区到冷却系统，以及从该冷却系统到降压系统的是由螺旋冷却管、冷却叶轮或者二者组合来进行的。0012根据本发明的另一实施方式，底部产物冷却系统是由被压力容器环绕的流化床和位。
10、于该压力容器内的热交换器和/或由流化床/热交换器的组合所构成的。0013根据本发明，压力容器的流化床中的热交换器的种类可以有许多不同的选择，尤其是可以根据底部产物的种类来确定使用哪一种热交换器。因此，可以提供管式或者板式热交换器，可以利用重力以及在阶梯状的流化床中输送底部产物使其通过热交换器表面。0014根据本发明的另一实施方式，在压力容器内产生流化床的冷却气体经由沉降灰尘的旋风分离器通过外部的热交换器循环流动，其中，以一种已知的闸门系统进行降压，该闸门系统也可以与其它的系统部件相连接。0015为实现本发明的目的，本发明还提出了一种工厂，其特点在于具有加压的流化床气化器，该流化床气化器具有底部。
11、产区排出口，中间存储区或者缓冲罐、具有用于底部产物的冷却系统的压力容器，以及设置在后的降压用的闸门系统。0016与该工厂有关的进一步的从属权利要求的内容为该工厂的各种实施方式。压力容器可以具有为底部产物产生流化床的装置，而且该压力容器具有热交换器和产生流化床的气体的循环管道。附图说明0017以下参照附图进一步地描述了本发明的各个特征、细节和优点。其中0018图1示出了根据本发明的工厂的简化的系统示意图；0019图2示出了流化床中具有冷却系统的压力容器的一个实施例的示意图；0020图3示出了如图2所示的压力容器的变型实施例的示意图；0021图4示出了具有阶梯式流化床的压力容器的示意图；以及002。
12、2图5示出了具有冷却系统以及利用重力输送底部产物的压力容器的示意图。0023附图标记说明00241工厂00252流化床气化器00263、13、20、31箭头00274气体出口00285、24旋风分离器00296、26再循环管路00307底部产物00318盘管说明书CN104220566A3/4页500329螺旋输送器003310缓冲罐003411、11C、11D叶轮003512、12A12D压力容器003614流化床003715出口003816、16A16D套管003917闸门系统004018出口箭头004119冷却盘管004221坝体004322管式热交换器004423管路004525叶轮0。
13、04627热交换器004728泵004829挡板004930热交换器盘管具体实施方式0050将流化床气化生物质时产生的底部产物冷却及降压的工厂，其由1标示，特征在于加压的流化床气化器2、由箭头3标示的待气化的物质的输送，标示为4的气体出口被连接至旋风分离器5，再循环管路6将灰尘从该旋风分离器5循环至气化器2。图中小点表示的底部产物被标示为7。0051底部产物7经由螺旋管9输送至中间存储区或者缓冲罐10，该螺旋管9借助于盘管8被冷却，并且从该处以定时的方式经由叶轮11被送入压力容器12中。0052在压力容器12中，在箭头13指示的方向输入的冷却气体在14标示的流化床内将底部产物冷却。产生流化床的。
14、气体从出口15流出该压力容器12，并在冷却后如图2所示再循环回流至压力容器12。0053冷却的底部产物7从套管16离开压力容器12，并进入闸门系统17，在其中进行降压处理；然后在出口箭头18处排出。从图1中还可以看到，在流化床14中还设置由冷却装置19。0054图2示出了压力容器12A，箭头20标示的是底部产物被送入压力容器12A的位置。底部产物7在此处被馈入的气体13A吹送到流化床，底部产物在此处被冷却并能够从坝体21上方流出，然后经由套管16A离开压力容器12A。在该实施例中，在流化床14A中设置有管式热交换器22，其作用是使位于流化床中的底部产物7散热降温。0055流化床气体经由管路23。
15、流入旋风分离器24，其中灰尘经由叶轮25回流至压力容器12A。基本上不含灰尘的被加热的流化床气体经由再循环管路26被热交换器27冷却，并被泵28再送回压力容器中。说明书CN104220566A4/4页60056图3示出了一种略微变型的实施例，其中与先前实施例相同的元件以相同的附图标记标示，但是加上了字母“B”。0057在该实施例中，底部产物在20B处被送入压力容器12B中，其中底部产物7的流化床14B使得底部产物能够通过压力压力容器12B，也就是说，在图3中从左往右通过压力容器12B，其中底部产物7必须溢流过该坝体或者相应的阻挡体29，其中位于逆流方向的热交换器盘管30将底部产物冷却。0058。
16、图4另外示出了一种略微变型的实施例，其中与先前实施例相同的元件以相同的附图标记标示，但是加上了字母“C”。0059本实施例的压力容器12C具有集中式的阻挡体，其作用是作为从套管20C进入的底部产物7的挡板，使底部产物必须如图3中的弯曲的箭头所示，以潜流或者溢流的方式流过这些阻挡体。产生流体床的气体是从13C流入的，再从23C处流出，其中从不同区段流出的气体，如压力容器顶部的小箭头所示，可以具有不同的温度。仅在图4中示出了，利用泵28C送入的冷媒介流经环形坝体或者环形挡板。0060图5另外示出了一种略微变型的实施例，其中与先前实施例相同的元件以相同的附图标记标示，但是加上了字母“D”。0061图。
17、5示出了底部产物7经由套管20D进入压力容器12D，因由箭头31所示的重力作用，底部产物7无需其它输送装置的协作就会沿着重力方向流过压力容器12D，并从卸料管16D离开该压力容器12D。0062在压力容器12D内设有一个有适当冷媒介流过的板式或者管式热交换器30D。0063本发明并不受到前述实施例的任何限制，而且可以在不改变本发明和兴部件的情况下存在多种不同的变型方式。例如可以在压力容器内设置不同的热交换器，例如管式或者板式热交换器，而且热交换器也可以具有不同的运行参数，例如热交换剂的温度及其类似参数。说明书CN104220566A1/5页7图1说明书附图CN104220566A2/5页8图2说明书附图CN104220566A3/5页9图3说明书附图CN104220566A4/5页10图4说明书附图CN104220566A105/5页11图5说明书附图CN104220566A11。