专利名称：二氧化碳和氮气的混合物在用于煤粉加压气化的粉末进料系统中作为惰性化介质和输送 ...的制作方法
二氧化碳和氮气的混合物在用于煤粉加压气化的粉末进料系统中作为惰性化介质和输送介质的用途
本申请主题涉及分别具有权利要求1或4的特征的操作用于煤粉加压气化(Kohlenstaubdruckvergasung)的粉末进料系统(Staubeintragung)的方法以及用于每份压力气化的粉末输送装置。
作为煤粉加压气化装置的气动操作的粉末进料系统的惰性化介质和输送介质通常使用来自空气分离装置的氮气。该方法变型方案已经在高炉中煤粉喷射用的进料系统中和煤粉加压气化装置中得到证实并在工业上基本成熟。其中有利的是，该粉末进料闸(Staubeintragsschleuse)的减压气体和在特定操作条件下在计量添加容器(Dosiergefa(3)中产生的过量气体在排出到大气中之前已经在提高的操作压力条件下在特殊过滤容器中除尘。尽管基于气动密相流输送(Dichtstromftrdemng)的粉末进料系统以非常高的负载比(Beladungsverhaltnis)工作，但是在许多情况下氮气进入到气化系统中仍超出了允许的阈值。其原因还在于在大多数应用情况下不断提高的过程压力。特别是对于以生产不同烃的合成气体为目标的煤粉加压气化而言，需要限制产物气体中的氮含量。
本申请主题所基于的问题，也即开发出用于煤粉加压气化的粉末进料系统的方法或装置，使得限制氮气进入到后续的气化系统中并限制由此带来的缺陷。
该问题通过权利要求1或4的特征得以解决。
根据本发明，关于限制来自煤粉加压气化装置的产物气体中的氮含量的要求使得考虑在煤粉进料系统中使用二氧化碳和氮气的混合物作为惰性化介质和输送介质。用氮气/二氧化碳混合物运行的装置段被加热到如下程度使得温度超过双相区域的边界值。本发明有利地利用了如下事实，不是所有组件都必须用氮气/二氧化碳混合物操作，实际上向所述贮器输送与二氧化碳相比费用更低的经加热的氮气作为惰性化介质(Inertisierungmedium)和疏松介质(Auflockerungsmedium)。
在本发明的 一种特定的扩展方式中，依最多允许的进入到气化装置的产品气体中的氮气，根据在至反应器的输送导管入口的氮气最多允许
3含量来设定氮气N2/二氧化碳C02混合比。由此，避免了随着混合物中氮含量增加而为了无故障地操作该粉末进料系统所需的加热费用和由此降低的二氧化碳分压。
本申请主题的有利的扩展方案在从属权利要求中给出。
在下文中作为实施例在理解所需的范围内借助附图详述本申请主
题。其中
图1示出了本发明的煤粉进料系统的原理图。
可作为惰性化介质和疏松介质向处于环境压力的用于存储固体FS(例如煤粉)的可加热贮器BK输送经加热的氮气N2。可通过输送装置输送一个或多个处于高操作压力(例如40bar)的粉末进料闸SES的固体。可作为惰性化介质和输送介质向所述粉末进料闸以高于在高操作压力下双相区域边界值的温度输送氮气N^二氧化碳C02混合物。在该粉末进料闸的上部区域排出减压气体(Entspannungsgas)，经多级减压装置mEV减压到环境压力，并在下游连接的过滤器F中在环境压力下除尘。在计量添加容器DG中接收来自粉末进料闸的固体在重力促进下通过足够尺寸的下落管进行。每个粉末进料系统使用两至四个粉末进料闸。
作为流化气体使用氮气N2/二氧化碳C〇2混合物。通过流化气体在计量添加容器的底部产生部分流化床。由此将煤粉由粉末填料状态转变为流化床状态和由此同时转变为输送状态。因为通过之前的方法步骤确保了计量添加容器中的粉末填料的间隙体积被氮气忖2/二氧化碳C02混
合物填充且对于流化同样使用氮气N2/二氧化碳C02混合物，在至反应
器的输送导管入口处的粉末携带气体由氮气N2/二氧化碳C02混合物组成。
作为喷射气体(Injectionsgas)同样使用氮气N2/二氧化碳C02混合物。将该喷射气体引导至煤粉输送导管中。为了足够快速地识别出至反应器的煤粉进料故障，可能需要喷射气体进料。
本发明推荐的是，在整个于高压运行的进料系统方法段，也即粉末进料闸和进料容器，使用相同组成的二氧化碳-氮气混合物。
为了减少在煤粉进料系统中使用二氧化碳作为惰性化介质或输送介质而由液态二氧化碳的影响(Anfall)而引起的风险或者为了降低在使用純二氧化碳时所需的加热费用，使用惰性组分二氧化碳和氮气两者的混合物来操作。由于二氧化碳的热力学性质，在此还观察到某些特点。这特别归因 于纯二氧化碳在所力争达到的超过40巴的过程压力在环境温度已经达 到双相区域的边界值。为了避免这一点，在整个处于或者超过所需的过 程压力用二氧化碳操作的方法段中，总是确保足够高的操作温度。
两种惰性化介质和输送介质的混合物以合适的方式产生，并供粉末 进料系统使用。由使用二氧化碳作为惰性化气体和输送气体所造成的问 题或用于无故障地操作该粉末进料系统所需的加热费用随着在混合物 中氮含量的增加和由此降低二氧化碳分压而得以避免。
在混合物中允许的氮含量由在气化装置产物气体中所力争实现的 氮引入给出。
通常的二氧化碳/氮气混合比为75/25、 60/40、 50/50、 40/60或25/75。 所述二氧化碳/氮气混合物在设备边缘处已经达到足够高的温度。在
系统来4氐消。
特别重要的是，在上游连接的研磨干燥装置中产生的煤粉的温度直 至在反应器中的输送导管入口 FLE持续保持足够高的水平。因此，所述 在环境压力下运行并充以氮气作为惰性化介质和疏松介质的煤粉贮器 也经加热。同样地，所输入的氮气经温热，以避免例如在长时间装置停 机期间发生粉末冷却。根据本发明，在气体存储、气体输送和计量添加 系统的方法段本身配备持续加热装置。
为了排除在闸减压期间介质的多级(polytrop)冷却引起的液态二氧 化碳影响造成的过滤元件使用寿命降低的问题，要避免在升高的操作压 力进行减压气体的除尘。
粉末负载程度降低的减压气体的压力通过多级设计的减压装置 mEV降低。随后在环境压力运行的过滤器F中进行减压气体的除尘。
在粉末进料闸和减压装置之间的导管段经加热，以补偿多级减压冷 却和保持该减压过滤器的允许的工作条件。
该减压装置如此设置，使得同时避免减压噪声。作为减压装置例如 使用在本技术领域中已知的所谓消声板。消声板一方面通过多级减压和 另一方面通过将总体所需的孔横截面积分配到许多个更小的孔来降低 减压噪声。也可以使用具有后接的消声器的耐磨节流阀。如果这些措施 不够，则可使用额外的隔音措施，例如借助隔音外壳。
权利要求
1.用于运行煤粉加压气化用的粉末进料系统的方法，该粉末进料系统包括加载有环境压力的用于存储煤粉的贮器(BK)、加载有高操作压力的计量添加容器(DG)和若干粉末进料闸(SES)，由此，加热所述贮器，向该贮器供给经加热的氮气N2作为惰性化介质和疏松介质，向该粉末进料闸供给氮气N2/二氧化碳CO2混合物作为惰性化介质和输送介质，和向该计量添加容器供给氮气N2/二氧化碳CO2混合物作为流化介质。
2. 权利要求l的方法，其特征在于，将所供给的氮气N2/二氧化碳 C02混合物加热到超过在过程高压(该系统的高压区)下的双相区域边 界值的温度。
3. 前述权利要求任一项的方法，其特征在于，依最多允许向气化装 置的产物气体中引入的氮气，根据最多允许的输送至反应器的输送管入 口处的氮气比例来设定所述氮气N2/二氧化碳C02混合比。
4. 用于煤粉加压气化的粉末进料装置，包括， 加载有环境压力的用于存储煤粉的贮器， 可加载高操作压力的粉末进料闸， 可加载高操作压力的计量添加容器，其中 所述f&器可加热，可向该贮器供给经加热的氮气作为惰性化介质和疏松介质， 可向该粉末进料闸供给氮气N2/二氧化碳C02混合物作为惰性化介 质和输送介质，可向该计量添加容器供给氮气NV二氧化碳C02混合物作为流化介质。
全文摘要
在用于煤粉加压气化的粉末进料系统中(该系统包括用于存储煤粉的贮器、若干个粉末进料闸(SES)和计量添加容器(DG))，向负载有高操作压力的组件也即粉末进料闸和计量添加容器(DG)供给作为惰性化介质和输送介质或流化介质的氮气N<sub>2</sub>/二氧化碳CO<sub>2</sub>混合物。加热该供给了氮气N<sub>2</sub>/二氧化碳CO<sub>2</sub>混合物的组件到如下程度使得温度高于双相区域的边界值。特别是对于以在于生产用于生产不同烃的合成气体为目标的煤粉加压气化来说，有利之处在于降低了在产物气体中由粉末进料系统引起的氮含量。
文档编号C10J3/50GK101679886SQ200880014146
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年4月30日
发明者G·蒂茨, M·欣格尼茨 申请人:西门子燃料气化技术有限责任两合公司