RU2588213C2 - Method of purifying synthetic gas from biomass at positive pressure to obtain oil products - Google Patents
Method of purifying synthetic gas from biomass at positive pressure to obtain oil products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588213C2 RU2588213C2 RU2014131273/05A RU2014131273A RU2588213C2 RU 2588213 C2 RU2588213 C2 RU 2588213C2 RU 2014131273/05 A RU2014131273/05 A RU 2014131273/05A RU 2014131273 A RU2014131273 A RU 2014131273A RU 2588213 C2 RU2588213 C2 RU 2588213C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synthesis gas
- temperature
- waste heat
- water
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 119
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 83
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 83
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 8
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009272 plasma gasification Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
Данное изобретение касается способа и устройства для очистки синтез-газа из биомассы при положительном давлении для получения нефтепродуктов.This invention relates to a method and apparatus for purifying synthesis gas from biomass at positive pressure to produce petroleum products.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
При сокращающемся запасе ископаемого топлива возобновляемая чистая энергия из биомассы привлекает все большее внимание и быстро развивается. Получение газа и получение нефтепродуктов с использованием биомассы является важным исследовательским проектом в области разработки новой энергии.With a decreasing supply of fossil fuels, renewable clean energy from biomass is attracting increasing attention and is developing rapidly. Gas production and the production of petroleum products using biomass is an important research project in the field of new energy development.
Подобно получению газа из угля, получение газа из биомассы требует способов очистки из охлаждения и промывки. В настоящее время исследования способа газификации биомассы добились большого количества результатов, тогда как было выполнено относительно мало исследований очистки синтез-газа из биомассы, главным образом в отношении обычного способа охлаждения и промывки угольного газа. Однако было бы неправильно копировать обычный способ для предварительного охлаждения угольного газа, не принимая в рассмотрение практическую ситуацию того, что выходная температура синтез-газа из биомассы гораздо выше, чем выходная температура угольного газа, то есть температура сырого угольного газа из печи карбонизации составляет 650°C, тогда как температура синтез-газа на выходе из газификатора способа данного изобретения выше чем 1000°C. Таким образом, желательно разработать новый способ охлаждения для синтез-газа из биомассы.Similar to the production of gas from coal, the production of gas from biomass requires cleaning methods from cooling and washing. Currently, studies of the method of gasification of biomass have achieved a large number of results, while relatively few studies have been carried out on the purification of synthesis gas from biomass, mainly in relation to the conventional method of cooling and washing coal gas. However, it would be wrong to copy the usual method for pre-cooling coal gas, without taking into account the practical situation that the outlet temperature of the synthesis gas from biomass is much higher than the outlet temperature of the coal gas, i.e. the temperature of the raw coal gas from the carbonization furnace is 650 ° C, while the temperature of the synthesis gas at the outlet of the gasifier of the method of the present invention is higher than 1000 ° C. Thus, it is desirable to develop a new cooling method for synthesis gas from biomass.
Обычные средства для предварительного охлаждения угольного газа включают в себя: непрямое предварительное охлаждение, прямое предварительное охлаждение и непрямое-прямое предварительное охлаждение. Предварительное охлаждение, главным образом, означает, что угольный газ охлаждается до температуры от 22 до 35°C после выхода из печи карбонизации и до входа в электроосадитель смолы.Conventional means for pre-cooling coal gas include: indirect pre-cooling, direct pre-cooling and indirect-direct pre-cooling. Pre-cooling mainly means that the coal gas is cooled to a temperature of 22 to 35 ° C after leaving the carbonization furnace and before entering the resin precipitator.
Непрямое предварительное охлаждение представляет собой способ, в котором угольный газ косвенно контактирует с охлаждающей средой, между двумя данными фазами происходит теплоперенос, но не массоперенос. Непрямое предварительное охлаждение имеет хорошее охлаждающее и очищающее действие.Indirect pre-cooling is a method in which coal gas is indirectly contacted with a cooling medium, heat transfer occurs between the two phases, but not mass transfer. Indirect pre-cooling has a good cooling and cleaning effect.
Прямое предварительное охлаждение представляет собой способ, включающий в себя распыление аммиачного раствора в угольном газе так, чтобы позволить аммиачному раствору прямо контактировать с угольным газом, так что происходит и теплоперенос, и массоперенос. По сравнению с непрямым предварительным охлаждением прямое предварительное охлаждение имеет высокую эффективность охлаждения угольного газа, маленькое сопротивление, низкую стоимость устройств и большое потребление энергии.Direct pre-cooling is a method that involves spraying an ammonia solution in coal gas so as to allow the ammonia solution to directly contact the coal gas, so that both heat transfer and mass transfer occur. Compared to indirect pre-cooling, direct pre-cooling has high coal gas cooling efficiency, low resistance, low cost devices and high energy consumption.
Непрямое-прямое предварительное охлаждение представляет собой комбинированный способ, который включает в себя введение угольного газа в непрямой охладитель и прямой охладитель соответственно, и имеет преимущества и прямого предварительного охлаждения, и непрямого предварительного охлаждения.Indirect-direct pre-cooling is a combined method that involves introducing coal gas into an indirect cooler and a direct cooler, respectively, and has the advantages of both direct pre-cooling and indirect pre-cooling.
Способы удаления пыли из угольного газа включают в себя: осаждение, фильтр, циклон, электроосаждение, водяную промывку и удаление пыли с помощью скруббера Вентури. Разные способы удаления пыли варьируют в эффекте удаления пыли и расходах на сопротивление.Methods for removing dust from coal gas include: precipitation, filter, cyclone, electrodeposition, water washing and dust removal using a Venturi scrubber. Different dust removal methods vary in dust removal effect and resistance costs.
Основным устройством для удаления смолы из угольного газа является электроосадитель смолы.The main device for removing tar from coal gas is the resin precipitator.
Характеристики синтез-газа, получаемого из различных исходных материалов и с помощью разных способов газификации, почти одинаковые. Однако целевой способ и конфигурацию системы необходимо адаптировать, чтобы гарантировать улучшенную целевую очистку и целевую экономию.The characteristics of the synthesis gas obtained from various starting materials and using different gasification methods are almost the same. However, the target method and system configuration must be adapted to ensure improved targeted cleaning and targeted savings.
Отличающиеся сложностью системы, длительной процедурой, высоким потреблением энергии, низкой эффективностью и стабильностью, и неэкономичностью обычные способы очистки угольного газа необходимо оптимизировать и разрабатывать, когда их применяют для обработки синтез-газа из биомассы.Characterized by the complexity of the system, lengthy procedure, high energy consumption, low efficiency and stability, and uneconomical conventional methods for cleaning coal gas must be optimized and developed when they are used to process synthesis gas from biomass.
Техническое решение данного изобретения дает в качестве результата обширных исследований способ охлаждения и газификации синтез-газа путем объединения способа высокотемпературной газификации биомассы с химическими и физическими свойствами синтез-газа.The technical solution of the present invention provides, as a result of extensive research, a method for cooling and gasification of synthesis gas by combining a method for high-temperature gasification of biomass with chemical and physical properties of synthesis gas.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Одним объектом данного изобретения является обеспечить способ и устройство для очистки синтез-газа из биомассы при положительном давлении для получения нефтепродуктов. Путем адаптирования оптимизированной схемы целевого способа и разработки процедуры, путем разумной конфигурации устройств способа и путем надлежащих параметров контроля способа решаются проблемы того, что обычный химический промышленный способ очистки угля имеет сложную систему, длительную процедуру, высокое потребление энергии, низкую эффективность и стабильность и является неэкономичным, так что технология и экономика соединяются.One object of the present invention is to provide a method and apparatus for purifying synthesis gas from biomass at positive pressure to obtain petroleum products. By adapting the optimized scheme of the target method and developing the procedure, by reasonably configuring the method devices and by appropriate method control parameters, the problems are solved that the conventional chemical industrial coal purification method has a complex system, a long procedure, high energy consumption, low efficiency and stability and is uneconomical so technology and economics combine.
Техническое решение данного изобретения разработано на основании характеристик способа высокотемпературной плазменной газификации в неподвижном слое биомассы и синтез-газа (имеющего температуру от 1000 и 1100°C, содержание пыли ниже 20 г/Нм3 и содержание смолы ниже 3 г/Нм3) и согласно способу охлаждения и очистки угольного газа. Способ очистки синтез-газа из биомассы при положительном давлении для получения нефтепродуктов содержит: аэрирование высокотемпературного пиролитического газификатора путем использования вентилятора для окисления; введение высокотемпературного синтез-газа, полученного в высокотемпературном пиролитическом газификаторе, через высокотемпературный водоохлаждаемый газоход в водоохлаждаемый башенный охладитель, где вода распыляется в высокотемпературный синтез-газ для охлаждения части шлака; введение синтез-газа из водоохлаждаемого башенного охладителя в бойлер-утилизатор отходящего тепла водотрубного типа и бойлер-утилизатор отходящего тепла жаротрубного типа, где отходящее тепло отбирается в двух секциях при двух давлениях, а побочные продукты, включающие пар среднего давления и пар низкого давления, получаются и подаются во внешние устройства, и тяжелая смола конденсируется и отбирается с помощью бойлера-утилизатора отходящего тепла жаротрубного типа; введение синтез-газа из бойлера-утилизатора отходящего тепла жаротрубного типа в скруббер Вентури в отсутствие наполнителя для промывки синтез-газа и удаления пыли; введение синтез-газа из скруббера Вентури в мокрый электросборник пыли для дополнительного удаления пыли и смолы для такой очистки, что содержание пыли и содержание смолы в синтез-газе составляет <10 мг/Нм3, температура синтез-газа составляет <45°C, и отбор теплосодержания составляет выше чем 80%; и перенос обработанного синтез-газа в бак мокрого газа для хранения или в процесс ниже по потоку для использования.The technical solution of this invention is developed on the basis of the characteristics of the method of high-temperature plasma gasification in a fixed bed of biomass and synthesis gas (having a temperature of 1000 and 1100 ° C, dust content below 20 g / Nm 3 and resin content below 3 g / Nm 3 ) and a method for cooling and purifying coal gas. A method for purifying synthesis gas from biomass at positive pressure to obtain oil products comprises: aerating a high temperature pyrolytic gasifier by using a fan for oxidation; introducing high-temperature synthesis gas obtained in a high-temperature pyrolytic gasifier through a high-temperature water-cooled gas duct into a water-cooled tower cooler, where water is sprayed into a high-temperature synthesis gas to cool part of the slag; introducing syngas from the water-cooled tower cooler into the water-tube type waste heat recovery boiler and the fire-tube type waste heat recovery boiler, where the waste heat is taken in two sections at two pressures, and by-products including medium-pressure steam and low-pressure steam are obtained and fed into external devices, and the heavy resin is condensed and taken away using a heat-tube type waste heat recovery boiler; introducing synthesis gas from a heat-tube-type waste heat recovery boiler into a Venturi scrubber in the absence of a filler for flushing the synthesis gas and removing dust; introducing synthesis gas from a Venturi scrubber into a wet dust collector to further remove dust and tar for such purification that the dust content and resin content of the synthesis gas is <10 mg / Nm 3 , the temperature of the synthesis gas is <45 ° C, and selection of heat content is higher than 80%; and transferring the treated synthesis gas to a wet gas tank for storage or to a downstream process for use.
В данном техническом решении высокотемпературный синтез-газ, полученный в высокотемпературном пиролитическом газификаторе, имеет температуру от 1000 до 1100°C, содержание пыли ниже чем 20 мг/Нм3 и содержание смолы ниже чем 3 мг/Нм3. Высокотемпературный синтез-газ вводят из газификатора через его верхнюю часть по высокотемпературному водоохлаждаемому газоходу в водоохлаждаемый башенный охладитель, где распыляется вода, чтобы снизить температуру синтез-газа до 800±20°C и конденсировать шлак. Затем синтез-газ вводят в бойлер-утилизатор отходящего тепла водотрубного типа для отбора среднетемпературного отходящего тепла и полученный в нем пар среднего давления направляют во внешние устройства. Синтез-газ, вытекающий из бойлера-утилизатора отходящего тепла водотрубного типа, имеет температуру 450±20°C. Затем синтез-газ переносится в бойлер-утилизатор отходящего тепла жаротрубного типа для отбора низкотемпературного отходящего тепла и полученный в нем пар низкого давления направляют во внешние устройства. Синтез-газ охлаждается в бойлере-утилизаторе отходящего тепла жаротрубного типа, и одновременно отделяется тяжелая смола и собирается в лоток. Температура синтез-газа, вытекающего из бойлера-утилизатора отходящего тепла жаротрубного типа, снижается до 200±10°C. Затем синтез-газ переносится в скруббер Вентури в отсутствие наполнителя, чтобы промывать синтез-газ, удалять пыль и дополнительно снижать температуру синтез-газа, так что большая часть пыли, капель смолы и водорастворимого газа поступает в промывочную жидкость и удаляется. Температура синтез-газа после промывки составляет 45±2°C. Синтез-газ переходит в мокрый электросборник пыли для дополнительного удаления пыли и смолы в нем, так что синтез-газ имеет содержание пыли и содержание смолы <10 мг/Нм3, температуру <45°C и отбор теплосодержания больше чем 80%. Обработанный синтез-газ переносится в бак мокрого газа для хранения или направляется в способ ниже по потоку для использования. В параллельном соединении с баком мокрого газа находится факел для сжигания отходящего газа.In this technical solution, the high-temperature synthesis gas obtained in the high-temperature pyrolytic gasifier has a temperature of from 1000 to 1100 ° C, the dust content is lower than 20 mg / Nm 3 and the resin content is lower than 3 mg / Nm 3 . High-temperature synthesis gas is introduced from the gasifier through its upper part through a high-temperature water-cooled gas duct into a water-cooled tower cooler, where water is sprayed to reduce the temperature of the synthesis gas to 800 ± 20 ° C and condense slag. Then, the synthesis gas is introduced into the waste water boiler of the water-tube type to select the medium temperature waste heat and the medium-pressure steam obtained therein is sent to external devices. The synthesis gas flowing from the waste heat boiler of the water-tube type has a temperature of 450 ± 20 ° C. Then, the synthesis gas is transferred to a fire tube type waste heat recovery boiler for collecting low-temperature waste heat, and the low pressure steam obtained therein is sent to external devices. The synthesis gas is cooled in a waste heat boiler of the fire tube type, and at the same time the heavy resin is separated and collected in a tray. The temperature of the synthesis gas flowing from the waste heat boiler of the fire tube type is reduced to 200 ± 10 ° C. Then, the synthesis gas is transferred to the Venturi scrubber in the absence of filler to wash the synthesis gas, remove dust and further reduce the temperature of the synthesis gas, so that most of the dust, drops of resin and water-soluble gas enter the wash liquid and are removed. The temperature of the synthesis gas after washing is 45 ± 2 ° C. The synthesis gas is transferred to a wet dust collector to further remove dust and tar therein, so that the synthesis gas has a dust content and a resin content of <10 mg / Nm 3 , a temperature of <45 ° C, and a heat content of more than 80%. The treated synthesis gas is transferred to a wet gas tank for storage or sent to a downstream method for use. In parallel with the wet gas tank is a torch for burning off-gas.
В качестве улучшения данного изобретения, вентилятор для окисления применяется, чтобы вдувать воздух и обеспечивать положительное давление, устраняя, тем самым, нагнетатель угольного газа. Путем увеличения выходного давления вентилятора для окисления, выходное давление высокотемпературного пиролитического газификатора преодолевает сопротивление промывочной системы, и входное давление бака мокрого газа все еще поддерживается между 4 и 6 кПа, позволяя водоохлаждаемому башенному охладителю, бойлеру-утилизатору отходящего тепла водотрубного типа, бойлеру-утилизатору отходящего тепла жаротрубного типа, скрубберу Вентури в отсутствие наполнителя, мокрому электросборнику пыли и баку мокрого газа работать при положительном давлении, предохраняя атмосферу от проникновения в вышеуказанные устройства и снижая вероятность взрыва газа.As an improvement of the present invention, an oxidation fan is used to blow air and provide positive pressure, thereby eliminating a coal gas blower. By increasing the outlet pressure of the fan for oxidation, the outlet pressure of the high-temperature pyrolytic gasifier overcomes the resistance of the flushing system, and the inlet pressure of the wet gas tank is still maintained between 4 and 6 kPa, allowing a water-cooled tower cooler, a waste-water boiler heat exchanger, a waste heat boiler, heat of the fire tube type, a venturi scrubber in the absence of a filler, a wet electric dust collector and a wet gas tank operate at a positive pressure, preventing the air from penetrating into the above devices and reducing the possibility of gas explosion.
В качестве улучшения данного изобретения, высокотемпературный водоохлаждаемый газоход и водоохлаждаемый башенный охладитель используют мембранные водоохлаждаемые трубчатые структуры, снижая, тем самым, их массу, избегая проблемы опадания огнезащитных материалов и улучшая надежность работы. Высокотемпературный водоохлаждаемый газоход, водоохлаждаемый башенный охладитель и бойлер-утилизатор отходящего тепла соединены последовательно, образуя систему циркуляции воды, так что решается проблема охлаждения циркулирующей воды, и реализуется полный отбор тепловой энергии.As an improvement of the present invention, a high-temperature water-cooled gas duct and a water-cooled tower cooler use membrane water-cooled tubular structures, thereby reducing their mass, avoiding the problem of falling fire retardant materials and improving reliability. A high-temperature water-cooled gas duct, a water-cooled tower cooler and a waste heat recovery boiler are connected in series, forming a water circulation system, so that the problem of cooling the circulating water is solved, and a complete selection of thermal energy is realized.
В качестве улучшения данного изобретения, вода распыляется в высокотемпературный синтез-газ в водоохлаждаемом башенном охладителе для снижения температуры синтез-газа до 800±20°C и конденсации шлака в синтез-газе; и шлак выгружают из нижней части башни. Таким образом, нагревающие поверхности бойлеров-утилизаторов отходящего тепла предохраняются от загрязнения шлаком, и гарантируется стабильность осуществления теплообмена бойлеров-утилизаторов отходящего тепла.As an improvement of the present invention, water is sprayed into a high-temperature synthesis gas in a water-cooled tower cooler to lower the temperature of the synthesis gas to 800 ± 20 ° C and the condensation of slag in the synthesis gas; and slag is unloaded from the bottom of the tower. Thus, the heating surfaces of the waste heat recovery boilers are protected from contamination by slag, and the stability of heat transfer of the waste heat recovery boilers is guaranteed.
В качестве улучшения данного изобретения, бойлер-утилизатор отходящего тепла включает в себя высокотемпературную секцию и низкотемпературную секцию. Высокотемпературная секция используется в бойлере-утилизаторе отходящего тепла водотрубного типа, а низкотемпературная секция используется в бойлере-утилизаторе отходящего тепла жаротрубного типа. Температура синтез-газа на выходе бойлера-утилизатора отходящего тепла водотрубного типа составляет 450±20°C, что выше точки конденсации тяжелой смолы, тем самым избегается конденсация смолы. Расчетное давление в бойлере-утилизаторе отходящего тепла водотрубного типа равняется или больше чем 1,6 мегапаскалей, улучшая, тем самым, качество температуры пара и удовлетворяя требованиям соответствующего химического пара.As an improvement of the present invention, the waste heat recovery boiler includes a high temperature section and a low temperature section. The high-temperature section is used in the water-tube type waste heat boiler, and the low-temperature section is used in the fire-tube type waste heat boiler. The temperature of the synthesis gas at the outlet of the water-tube type waste heat boiler is 450 ± 20 ° C, which is higher than the condensation point of the heavy resin, thereby avoiding the condensation of the resin. The design pressure in the boiler-type waste heat recovery boiler is equal to or greater than 1.6 megapascals, thereby improving the quality of the steam temperature and satisfying the requirements of the corresponding chemical vapor.
Температуру синтез-газа на выходе бойлера-утилизатора отходящего тепла жаротрубного типа регулируют к величине, меньшей чем 200°C, чтобы конденсировать тяжелую смолу в этой секции и собирать тяжелую смолу лотком. Низкотемпературная секция использует бойлер-утилизатор отходящего тепла жаротрубного типа для улучшения эффекта теплообмена. Расчетное давление в бойлере-утилизаторе отходящего тепла жаротрубного типа составляет 0,5 мегапаскалей, и пар низкого давления, полученный в нем, направляют в мокрый электросборник пыли для очистки.The temperature of the synthesis gas at the outlet of the fire tube type waste heat boiler is adjusted to a value of less than 200 ° C in order to condense the heavy resin in this section and collect the heavy resin in a tray. The low temperature section uses a fire tube type waste heat recovery boiler to improve the heat transfer effect. The design pressure in the fire-tube-type waste heat recovery boiler is 0.5 megapascals, and the low-pressure steam obtained in it is sent to a wet dust collector for cleaning.
Синтез-газ из биомассы имеет относительно низкие содержание пыли и содержание смолы. Скруббер Вентури (в отсутствие наполнителя) организован для предварительного удаления пыли, но реализуются не только задачи удаления пыли и снижения температуры, но также удаление промывкой вредных газов, включая H2S, NH3 и HCN.Biomass synthesis gas has a relatively low dust and tar content. The Venturi scrubber (in the absence of filler) is designed for preliminary dust removal, but not only dust removal and temperature reduction tasks are realized, but also the removal of harmful gases by washing, including H 2 S, NH 3 and HCN.
Мокрый электросборник пыли организован в задней части потока способа для гарантии контроля задач удаления пыли и удаления смолы.A wet dust collector is arranged at the rear of the process stream to ensure control of dust removal and tar removal tasks.
По сравнению с предшествующим уровнем техники данное изобретение решает следующие проблемы и имеет очевидные преимущества.Compared with the prior art, this invention solves the following problems and has obvious advantages.
Данный способ применим к адиабатическому высокотемпературному газификатору, и решаются те технические проблемы, что газификатор в водяном охлаждении или охлаждении полученного газа имеет сложную структуру и большой размер, шлак легко агрегирует на стенках газификатора, накипь легко образуется на водной стороне, высоки потребление энергии и потребление мощности. Хотя стабильность газификации улучшается, производственные затраты в основном устройстве газификации сохраняются.This method is applicable to an adiabatic high-temperature gasifier, and those technical problems are solved that the gasifier in water cooling or cooling of the produced gas has a complex structure and large size, slag easily aggregates on the walls of the gasifier, scale is easily formed on the water side, energy and power consumption are high . Although gasification stability is improved, production costs in the main gasification device are maintained.
Применяется высокотемпературный водоохлаждаемый газоход, так что решаются те проблемы, что адиабатическая труба является громоздкой, объемистой и трудна для обращения, ее облицовка легко разрушается, и срок ее службы является коротким.A high-temperature water-cooled gas duct is used, so that the problems are solved that the adiabatic pipe is bulky, bulky and difficult to handle, its lining is easily destroyed, and its service life is short.
Процесс охлаждения выполняется вне газификатора путем распыления воды, так что это не влияет на процесс газификации. Степень охлаждения частично регулируется, таким образом влияние конденсации шлака и термическая эффективность системы улучшаются.The cooling process is carried out outside the gasifier by spraying water, so that this does not affect the gasification process. The degree of cooling is partially controlled, so the effects of slag condensation and thermal efficiency of the system are improved.
Конфигурация двух секций бойлеров-утилизаторов отходящего тепла при двух давлениях приводит к централизованному сбору тяжелой смолы, постепенному отбору отходящего тепла и улучшению тепловой эффективности устройств.The configuration of two sections of waste heat recovery boilers at two pressures leads to the centralized collection of heavy resin, the gradual removal of waste heat and improved thermal efficiency of the devices.
Скруббер Вентури в отсутствие наполнителя используется, чтобы промывать газ и удалять пыль, а мокрый электросборник пыли используется, чтобы дополнительно удалять смолу и пыль, реализуя, тем самым, задачу очистки путем постепенного удаления пыли и смолы.A venturi scrubber in the absence of a filler is used to flush gas and remove dust, and a wet dust collector is used to further remove tar and dust, thereby realizing the task of cleaning by gradually removing dust and tar.
Данное изобретение имеет простую систему, сглаженный процесс, низкое потребление энергии, высокую эффективность, безопасность и стабильность, и высокую экономическую выгоду.This invention has a simple system, a smooth process, low energy consumption, high efficiency, safety and stability, and high economic benefit.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Фиг. 1 представляет собой блок-схему способа данного изобретения для очистки синтез-газа из биомассы при положительном давлении для получения нефтепродуктов.FIG. 1 is a flowchart of a method of the present invention for purifying synthesis gas from biomass at positive pressure to produce petroleum products.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Способ очистки синтез-газа из биомассы при положительном давлении для получения нефтепродуктов дополнительно иллюстрируется ниже вместе с чертежом.A method for purifying synthesis gas from biomass at positive pressure to obtain petroleum products is further illustrated below together with the drawing.
Как показано на Фиг. 1, устройство для осуществления основного способа данного технического решения содержит: высокотемпературный водоохлаждаемый газоход 1, водоохлаждаемый башенный охладитель 2, бойлер-утилизатор отходящего тепла водотрубного типа 3, бойлер-утилизатор отходящего тепла жаротрубного типа 4, скруббер Вентури 5, мокрый электросборник пыли 6, бак мокрого газа 7 и факел 8.As shown in FIG. 1, a device for implementing the main method of this technical solution contains: a high-temperature water-cooled
Параметры и протекание способа данного изобретения следующие: вентилятор для окисления применяется, чтобы вдувать воздух в высокотемпературный пиролитический газификатор. Высокотемпературный синтез-газ, полученный в высокотемпературном пиролитическом газификаторе, имеющий температуру от 1000 до 1100°C, содержание пыли ниже чем 20 г/Нм3 и содержание смолы ниже чем 3 г/Нм3, вводят из газификатора через его верхнюю часть по высокотемпературному водоохлаждаемому газоходу 1 в водоохлаждаемый башенный охладитель 2, где распыляется вода, чтобы снизить температуру синтез-газа до 800±20°C и конденсировать шлак. Затем синтез-газ вводят в бойлер-утилизатор отходящего тепла водотрубного типа 3 для отбора среднетемпературного отходящего тепла. Полученный в нем пар среднего давления направляют во внешние устройства. Синтез-газ, вытекающий из бойлера-утилизатора отходящего тепла водотрубного типа 3, имеет температуру 450±20°C. Затем синтез-газ переносится в бойлер-утилизатор отходящего тепла жаротрубного типа 4 для отбора низкотемпературного отходящего тепла и полученный в нем пар низкого давления направляют во внешние устройства. Синтез-газ охлаждается в бойлере-утилизаторе отходящего тепла жаротрубного типа 4, и одновременно отделяется тяжелая смола и собирается в лоток. Температура синтез-газа, вытекающего из бойлера-утилизатора отходящего тепла жаротрубного типа 4, снижается до менее 200°C. Затем синтез-газ переносится в скруббер Вентури 5 (в отсутствие наполнителя), чтобы промывать синтез-газ, удалять пыль и дополнительно снижать температуру синтез-газа, так что большая часть пыли, капель смолы и водорастворимого газа поступает в промывочную жидкость и удаляется. Температура синтез-газа после промывки составляет <45°C. Потом синтез-газ переходит в мокрый электросборник пыли 6 для дополнительного удаления пыли и смолы. Синтез-газ после вышеуказанных охлаждающей и очищающей обработок имеет содержание пыли и содержание смолы <10 мг/Нм3, температуру <45°C и отбор теплосодержания больше чем 80%, что полностью удовлетворяет требованиям к газу для последующих процессов. Обработанный синтез-газ затем переносится в бак мокрого газа 7 для хранения или направляется в способ ниже по потоку для использования. Факел 8 находится в параллельном соединении с баком мокрого газа 7 и является важным устройством для сжигания отходящего газа, когда система запускается и состав синтез-газа является чрезмерным.The parameters and flow of the method of the present invention are as follows: an oxidation fan is used to blow air into a high temperature pyrolytic gasifier. The high-temperature synthesis gas obtained in a high-temperature pyrolytic gasifier having a temperature of from 1000 to 1100 ° C, a dust content lower than 20 g / Nm 3 and a resin content lower than 3 g / Nm 3 , is introduced from the gasifier through its upper part through a high-temperature water-cooled
Протекание основного способа охлаждения и промывки синтез-газа при положительных давлениях и соответствующие устройства описаны выше. В дополнение к вспомогательным системам, таким как система распыления воды для башенного охладителя, система подачи воды для двух секций бойлера-утилизатора отходящего тепла, система циркуляции воды для скруббера Вентури, система поливки водой для мокрого электросборника пыли и система герметизации воды для бака мокрого газа, также обеспечиваются некоторые стандартные или нестандартные устройства. Данные стандартные или нестандартные устройства образуют индивидуальные подсистемы посредством труб и клапанов и служат сопутствующими устройствами, так что реализуется протекание всего способа охлаждения и промывки синтез-газа из биомассы.The flow of the main method of cooling and washing the synthesis gas at positive pressures and the corresponding devices are described above. In addition to auxiliary systems, such as a water spray system for a tower cooler, a water supply system for two sections of a waste heat recovery boiler, a water circulation system for a Venturi scrubber, a water spray system for a wet dust collector, and a water seal system for a wet gas tank, some standard or non-standard devices are also provided. These standard or non-standard devices form individual subsystems by means of pipes and valves and serve as associated devices, so that the entire method of cooling and washing the synthesis gas from biomass is implemented.
Claims (6)
аэрируют высокотемпературный пиролитический газификатор путем использования вентилятора для окисления;
вводят высокотемпературный синтез-газ, полученный в высокотемпературном пиролитическом газификаторе, через высокотемпературный водоохлаждаемый газоход в водоохлаждаемый башенный охладитель, где распыляют воду в высокотемпературный синтез-газ для охлаждения части шлака;
вводят синтез-газ из водоохлаждаемого башенного охладителя в бойлер-утилизатор отходящего тепла водотрубного типа (3) для отбора среднетемпературного отходящего тепла и полученный в нем пар среднего давления направляют во внешние устройства; затем синтез-газ переносят в бойлер-утилизатор отходящего тепла жаротрубного типа (4) для отбора низкотемпературного отходящего тепла и полученный в нем пар низкого давления направляют во внешние устройства; синтез-газ охлаждают в бойлере-утилизаторе отходящего тепла жаротрубного типа (4) и одновременно отделяют тяжелую смолу и собирают в лоток;
вводят синтез-газ из бойлера-утилизатора отходящего тепла жаротрубного типа в скруббер Вентури в отсутствие наполнителя для промывки синтез-газа и удаления пыли;
вводят синтез-газ из скруббера Вентури в мокрый электросборник пыли для дополнительного удаления пыли и смолы для такой очистки, что содержание пыли и содержание смолы в синтез-газе составляет <10 мг/Нм3, температура синтез-газа составляет <45°C и отбор теплосодержания составляет выше чем 80%; и переносят обработанный синтез-газ в бак мокрого газа для хранения или в процесс ниже по потоку для использования.1. The method of purification of synthesis gas from biomass at positive pressure to obtain oil products, in which:
aerate a high temperature pyrolytic gasifier by using a fan for oxidation;
introducing the high-temperature synthesis gas obtained in the high-temperature pyrolytic gasifier through the high-temperature water-cooled gas duct into the water-cooled tower cooler, where water is sprayed into the high-temperature synthesis gas to cool part of the slag;
syngas is introduced from the water-cooled tower cooler into the waste-water boiler heat exchanger of the water-tube type (3) to select the medium temperature waste heat and the medium-pressure steam obtained therein is sent to external devices; then the synthesis gas is transferred to a fire tube type waste heat recovery boiler (4) for collecting low-temperature waste heat and the low pressure steam obtained therein is sent to external devices; the synthesis gas is cooled in a fire-tube type waste heat recovery boiler (4) and at the same time the heavy resin is separated and collected in a tray;
injecting synthesis gas from a heat-tube-type waste heat recovery boiler into a Venturi scrubber in the absence of a filler for flushing the synthesis gas and removing dust;
inject synthesis gas from a Venturi scrubber into a wet dust collector to further remove dust and tar for such cleaning that the dust content and resin content of the synthesis gas is <10 mg / Nm 3 , the temperature of the synthesis gas is <45 ° C and the selection heat content is higher than 80%; and transferring the treated synthesis gas to a wet gas tank for storage or to a downstream process for use.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110449549.5 | 2011-12-29 | ||
| CN201110449549.5A CN102604685B (en) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Biomass synthesis gas positive pressure purification process and system configuration for oil production |
| PCT/CN2012/083534 WO2013097530A1 (en) | 2011-12-29 | 2012-10-26 | Biomass syngas purification process under positive pressure for producing oil and system configuration thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014131273A RU2014131273A (en) | 2016-02-20 |
| RU2588213C2 true RU2588213C2 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1258712A (en) * | 1998-12-30 | 2000-07-05 | 中国科学院广州能源研究所 | Biomass gasifying and purifying circular fluid-bed system |
| CN101709228A (en) * | 2009-11-26 | 2010-05-19 | 中节环(北京)能源技术有限公司 | Biomass three-section type entrained flow bed gasification technology with function of waste heat utilization |
| RU2413749C2 (en) * | 2009-04-21 | 2011-03-10 | Открытое акционерное общество "Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий" (ОАО "УКРНЕФТЕХИМПРОЕКТ") | Procedure for complex coal processing and installation for its implementation |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1258712A (en) * | 1998-12-30 | 2000-07-05 | 中国科学院广州能源研究所 | Biomass gasifying and purifying circular fluid-bed system |
| RU2413749C2 (en) * | 2009-04-21 | 2011-03-10 | Открытое акционерное общество "Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий" (ОАО "УКРНЕФТЕХИМПРОЕКТ") | Procedure for complex coal processing and installation for its implementation |
| CN101709228A (en) * | 2009-11-26 | 2010-05-19 | 中节环(北京)能源技术有限公司 | Biomass three-section type entrained flow bed gasification technology with function of waste heat utilization |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СТЕПАНОВ А.В. и др. Энерготехнологические установки для безостаточной переработки нефти, Катализ и нефтехимия, 2007, N15, с. 38-44. ТОВАЖНЯНСКИЙ Л.Л. и др., Анализ теплообменных систем установок газификации нефтеперерабатывающих производств, Iнтегрированi технологii та енергозбереження, 2011. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2580740C2 (en) | Method for cleaning synthesis gas from biomass at negative pressure to obtain oil products and configuration system thereof | |
| BR112013001313B1 (en) | method and apparatus for low temperature biomass pyrolysis and high temperature biomass gasification | |
| CN204400934U (en) | A kind of biomass gasification burning deep purifying device | |
| CN107880939B (en) | Coal gasification system | |
| US9309115B2 (en) | Method of purification of biomass syngas under positive pressure | |
| CN102031158B (en) | Coal gas purifying device | |
| CN103265979B (en) | Technology and device for cooling and purifying high-temperature and high-pressure biomass synthesis gas | |
| CN204138607U (en) | A kind of gasification residual neat recovering system | |
| RU2588213C2 (en) | Method of purifying synthetic gas from biomass at positive pressure to obtain oil products | |
| CN101871369A (en) | Superheated steam turbine power generation system for recovery of converter gas sensible heat | |
| CN202465621U (en) | Biomass synthetic gas negative pressure purification system for oil making | |
| CN202390402U (en) | Biomass synthesis gas positive pressure purification system for oil manufacture | |
| CN208166937U (en) | A kind of gasification system | |
| CN102745653B (en) | Technology for producing sulphuric acid purification feed gas by high concentration waste acid | |
| CN107353936A (en) | The purification separation system and its technique of a kind of hydrogasification synthesis gas | |
| CN104263410A (en) | Coal gasification waste heat recovery system | |
| CN104492220A (en) | Carbonized tail gas processing system of external heated rotary carbonization furnace and application method thereof |