[发明专利]利用部分氧化法生产的燃料气产生动力的方法

说明书

本发明涉及用部分氧化法生产的燃料气来产生动力的方法，更具体讲，涉及用含硫和氯的液态烃质或固态碳质燃料进行部分氧化生产燃料气、将其纯化后在燃气轮机中燃烧以生产动力和对环境安全的烟道气的方法。

在共同转让的美国专利US3,868,817中，干质摩尔比(CO/H₂)至少为0.30的燃料气是在富CO₂的温度调节剂的存在下经部分氧化产生的。经进一步加工后，燃料气在燃气轮机中燃烧。烃质燃料以相当高的蒸汽/燃料重量比和无其后的催化甲烷化步骤的部分氧化以生产燃料气公开于共同转让的美国专利US3,688,438中。在共同转让的美国专利US4,075,831中，用纯化和加湿的燃料气在气轮机中燃烧以生产机械功和电能。美国专利4,537,023中叙述了将空气/蒸汽的混合物与燃料混合并进行燃烧以驱动气轮机。但是，当以含硫和氯杂质的液态烃质或固态碳质燃料在常规部分氧化方法中作为进料燃料时，在约982-1649℃的温度范围产生的粗燃料含有下述的气体混合物：H₂、CO、CO₂、H₂O、H₂S、COS、HCl、CH₄、N₂和A。不幸发现，存在于粗燃料气中的湿气，如果被冷交换介质冷至其露点以下，将会从燃料气中捕集氯化氢并形成腐蚀性烟雾，这种烟雾在用于冷却粗气流的热交换器中将会对金属进行侵袭。

为了解决现有技术中的这一问题，本发明人提出了一种新的产生动力的方法，它通过控制粗燃料气中可吸收氯化氢的湿蒸汽的产生，从而防止了腐蚀性烟雾的产生，因而可以减少粗燃料气对热交换器金属材料的腐蚀。

本发明提供了一种产生动力的方法，它通过将含硫和氯的液态烃质或固态质燃料进行部分氧化生产得到无含氯和硫的腐蚀性蒸汽的燃料气，并在燃气轮机中燃烧该燃烧气，具体包括以下步骤：

步骤1：在下流的垂直自由流动的气体发生器的反应区中在温度调节剂的存在下经部分氧化将含游离氧的气体流与含氯和硫的液态烃质或固态碳质燃料流进行反应，温度范围约为982-1649℃并在水的露点以上，压力在约1-250大气压的范围，以生产含H₂、CO、CO₂、H₂O、H₂S、COS、HCl、CH₄、N₂和A的粗燃料气流，并含有夹杂的溶渣和颗粒物质，其中反应区的温度在水的露点以上；

步骤2：用锅炉循环水进行间接热交换，将步骤步骤1的粗燃料气流冷却至约816-538℃的温度范围并在水的露点以上，并分离出所说的熔渣；

步骤3：将步骤2的无熔渣粗燃料气流分成两股气流A和B，并用锅炉循环水进行间接热交换，分别将气流A和B冷却至约538-316℃的温度范围，并在水的露点以上，由此产生蒸汽；

步骤4：通入温度在约环境温度至204℃的干燥氮气流与步骤3的粗燃料气流A进行间接热交换，由此将所说的粗燃料气流A进一步冷却至约316-149℃的温度范围，并在所说的粗燃料气流A中水的露点以上，同时将氮气流加热至约204-427℃的温度范围；

步骤5：用水洗涤在步骤4中冷却的粗燃料气流A以生产清洁的无氯的燃料气流；

步骤6：用离开步骤12的清洁的无氯和硫的燃料气流进行间接热交换进一步冷却步骤3的粗燃料气流B至约316-149℃范围，并在所说的粗燃料气流B中的水的露点以上，由此将所说的清洁的无氯和硫的燃料气流加热至约204-427℃的范围；

步骤7：用水洗涤在步骤6中冷却的粗燃料气流B以生产清洁的无氯的燃料气流；

步骤8：将步骤5和7的清洁的无氯燃料气流A和B合并；

步骤9用步骤11的温度约为32-49℃范围的清洁的无氯和硫的燃料气进行间接热交换，将温度在约121-260℃范围的得自步骤8的合并的清洁无氯的燃料气流冷却至约93-204℃的范围；

步骤10：用锅炉循环水和/或冷水在一个或多个热交换器中进行间接热交换进一步将步骤9的合并的粗燃料气流冷却至32-49℃的范围；

步骤11：在酸气清除区从步骤10的合并的清洁无氯燃料气流中除去基本上所有的含硫气体；

步骤12：用蒸汽进行间接热交换将步骤9的所说的清洁无氯和硫的燃料气流加热至121-260℃范围；