[发明专利]用于清洁合成气的方法

说明书

本发明涉及用于清洁含尘合成气的方法，所述合成气在反应器或竖炉中通过碳热和/或电热方法产生并且在离开反应器或竖炉之后于增加的温度通过物理分离方法来清除粉状固体物质并且通过下游换热器冷却。

本领域的一种方法已知于DE102007062414A1。但其显示的是，其中建议的不包括进一步措施的热气体过滤是有问题的，原因在于尽管存在后续悬浮夹带流气化(Flugstromnachvergasung)在气流中还是能够包含长链或芳族烃，其能够损害过滤器效果或者甚至阻塞所用的过滤器。

本发明的任务在于，如下改善生产合成气的现有方法，从而达到长过滤器寿命并且仍然从合成气尽可能良好地清除粉状杂质以及还存在的长链或芳香烃。

本发明如下解决此任务：在最初描述领域的方法的情况下，在离开反应器之后和在清除粉状固体物质前、在水蒸气存在下引导含尘合成气通过停留时间区段，其中在进行了清除粉状固体物质和冷却后的合成气的气体最终温度(T3)与停留时间区段中的最大气体温度(T2)的差异被调整为至少400K。

经显示的是，作为气流组分的长链或芳香烃的含量通过过滤器上游的停留时间区段能够得以显著减少。从而能够使用有效的过滤器，而不存在过滤器阻塞的风险。由于希望水作为冷凝物沉淀，合成气的最终温度是小于100℃，例如50℃。相应地，在停留时间区段中的最大气体温度显著大于400℃，例如在450℃和750℃之间。

当然，确定停留时间区段的尺寸主要取决于确定完成前述方法的设备的体积尺寸。作为优选的数量级，按标准立方米计的每小时产生的合成气量与按m³计的停留时间区段体积形成的商能够为最大10.000。

在最简单的情况下，停留时间区段能够以相应确定尺寸的管线来施行，其为了达到适当的停留时间例如还可以构成螺旋状或者为了达到对应体积还可以扩展为锅炉状。

证明为特别适宜的是，合成气在停留时间区段中的停留时间为0.5至15秒，停留时间优选为1.5至10秒，并且还优选为2至8秒。所调节的停留时间是对不希望组分尽可能完全的反应的希望与对高通量的希望之间的妥协，其中如所提及的，能够通过停留时间区段的对应结构设计来满足这些情况。

优选地，在停留时间区段中连续设置至少两个机械隔离装置，其中所述隔离装置之间的气体室至少暂时加载惰性气体充当隔离介质。

出于安全起见这些措施能够是必要的，目的是预防在停留时间区段后的过滤设备中形成爆炸性混合物。

因此，能够例如在方法的优选实施方式中，在停留时间区段中的至少一个位置暂时和/或连续测量合成气中的氧含量，其中能够优选存在安全措施，从而在停留时间区段所测量的氧含量充当监测量并且其在达到上限时自动触发在停留时间区段中连续设置的机械隔离装置的关闭，由此避免在下游过滤器壳体中形成爆炸性气体混合物。

优选地，清除粉状固体物质进行如下：在高于300℃的温度，过滤通过安装在一个或多个过滤器壳体中的耐高温陶瓷过滤元件。

除了上文所述的400K温差，这种温度预防可能仍存在于过滤元件中的组分凝聚出来并阻塞过滤器截面。

为了确定过滤器壳体的尺寸，经证明有利的是按标准立方米计的每小时产生的合成气量与按立方米计的全部过滤器壳体的体积形成的商最大为20。

在方法的优选实施方式中预计的是，合成气借助一个或多个壳管式换热器中的液体冷却介质通过间接冷却来冷却，从而所产生的合成气最终温度(T3)为上述的100℃并且由此产生的冷凝物至少部分与气相分离。

优选地，在冷却合成气时获得的具有低于100℃的内禀温度的冷凝物至少部分地计量加入合成气流，随后合成气在气体冷却设备中额外地通过间接冷却来冷却。其具有的积极效果是，能够减少冷却器内侧的不希望覆盖物。

优选通过在气体冷却设备后设置的气体输送装置来输送经除尘和冷却的合成气，所述气体输送装置从反应器或竖炉吸出合成气，从而构成跨停留时间区段、过滤器壳体和气体冷却设备的压力差，其中为了确保希望的气体通量，在停留时间区段开始处的合成气压力与在气体冷却设备后的合成气压力的差异至少是50mbar。

如上所述，反应器或竖炉能够指具有松散物料移动床的逆流气化器，向其供给含碳材料用于气化目的并且额外供给亚化学计量量的含氧气体作为气化剂，其中反应器中的总λ优选小于0.5和更优选小于0.4。