[发明专利]用于处理合成气的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于处理来自间接或直接气化器的合成气的方法；该方法包括以下步骤：‑使该气体在预定入口温度范围内流入第一热交换器中，‑使该气体流过该第一热交换器，同时将热量交换至第一介质，‑使该气体从该第一热交换器转移到后续的最后热交换器，‑使该气体流过该最后热交换器，同时将热量交换至最后介质，‑使该气体在预定出口温度范围内，优选在灰分或矿物凝固点以下离开该最后热交换器以用于进一步处理，诸如清洁处理。此外，本发明涉及用于冷却合成气的冷却系统并且涉及气化系统。

技术领域

本发明涉及一种用于诸如在初始产生与清洁之间处理来自间接或直接气化器的合成气诸如气化燃气的方法。本发明的另一方面涉及一种诸如在初始产生与清洁之间用于来自间接或直接气化器的合成气诸如气化燃气的冷却系统。本发明的另一方面涉及一种包括根据本发明的冷却系统、用于产生合成气的气化系统。

背景技术

合成气的冷却已经面临严重的问题。此类问题包括由于冷却器壁的温度太低或太不可预测而导致的冷却器中的微粒积聚。颗粒诸如飞灰炉渣导致侵蚀。防止这种侵蚀的已知保护措施是陶瓷保护罩，其成本是过高的。另一个问题是凝结。当发生凝结时，冷却器中出现难处理的乳液。

发明内容

为了对具有已知问题的此类系统进行改进，本发明提供了一种用于诸如在初始产生与清洁之间处理来自间接或直接气化器的合成气诸如气化燃气的方法；该方法包括以下步骤：

-使该气体在预定入口温度范围内流入第一热交换器中，

-使该气体流过该第一热交换器，同时将热量交换至第一介质，优选蒸汽介质，

-使该气体从该第一热交换器转移到后续的最后热交换器，

-使该气体流过该最后热交换器，同时将热量交换至最后介质，也优选蒸汽介质，

-使该气体在预定出口温度范围内，优选在灰分或矿物凝固点以下且优选在碳氢化合物液化点以上离开该最后热交换器以用于进一步处理，诸如清洁处理。

根据本发明的设备提供的优点在于冷却可以在伴随有限的或基本上不存在的焦油凝结或固体沉积的情况下进行。冷却器的金属部件可以保持在介质诸如蒸汽的温度下，从而防止焦油凝结或固体沉积。因为施加了2个或优选更多个热交换器，所以可以实现逐渐冷却。气体以及介质的温度差可以可预测地保持在防止这种焦油凝结或固体沉积的范围内。

在根据第一优选实施例的方法中，热交换器在蒸汽冷却下操作，优选地完全在优选蒸汽冷却下操作。由于预定入口温度范围和预定出口温度范围，这是可能的。优选地，热交换器在过热蒸汽冷却下操作，优选完全在过热蒸汽冷却下操作。

根据另一个优选实施例，热介质从气化器的烟道气冷却器获得或在该烟道气冷却器中预热，和/或在与通过第一热交换器或后续热交换器的合成气有关的热回收步骤中获得。由此，至少在系统初始启动之后，介质的温度是可预测地可控的，这样使得所述这些缺点可以进一步减小。该特征的另一个重要优点在于来自气体或来自气体转化过程的热能可用于产生热交换器中所需的蒸汽。此外，提出了将过量能量引导至蒸汽涡轮机。

优选地，入口温度范围在600℃-1200℃之间、优选地在650℃-1000℃之间、进一步优选地在700℃-900℃之间、进一步优选地在750℃-850℃之间。优选地，出口温度范围在400℃-600℃之间、优选地在450℃-550℃之间、优选地基本上在500℃左右。这些温度范围提供了合成气在系统中的最佳停留时间。特别是，在后续冷却步骤过程中的停留时间由此被优化。

根据另一个优选实施例的方法包括将第一介质作为最后介质重新利用的步骤。此举的一个大优点在于，介质的位置适合用于第2热交换器中，并且介质的温度可以容易地调整，这是在合成气已将热传递至介质中时所需要的。