用于从气体冷凝物中分离并且加工焦油的方法
【专利摘要】一种用于从气体冷凝物获得无灰尘且干燥的焦油以及无焦油、干燥的滤饼产品的方法，该方法包括以下相继进行的方法步骤：?将该气体冷凝物冷却并减压，?通过沉降来分离出一个带有灰尘的焦油相，?粉碎该焦油相中的灰尘颗粒?通过过滤从该焦油相中分离这些灰尘颗粒，?通过用干燥的惰性气体进行汽提来从该焦油相中分离水分，?通过用无焦油气体冷凝物冲洗该被负载的过滤器、用惰性气体干燥并且从该过滤器排出该无焦油、干燥的滤饼产品而生产该无焦油、干燥的滤饼产品。
【专利说明】用于从气体冷凝物中分离并且加工焦油的方法 发明领域
[0001] 本发明涉及一种用于从带有灰尘的焦油相获得无灰尘且干燥的焦油以及无焦油 且干燥的滤饼产品的方法，该带有灰尘的焦油相通过沉降从含碳燃料加压气化过程中所获 得的气体冷凝物中分离。 现有技术
[0002] 借助于固定床加压气化反应器，在升高的温度下并且在大多数情况下，在超压下 用蒸汽和氧作为气化介质使固体燃料(如煤、焦炭或其他含碳燃料)气化，以获得含有一氧 化碳和氢气的合成气，其中获得了一种固体灰，该固体灰通过一个排灰炉篦从该反应器排 出，在很多情况下该炉篦形成为旋转炉篦。这种类型的反应器还经常被称为FBDB( =固定床 干燥底部）加压气化器，参考1^11111&111181：：!.11〇￥1<丨0丨)5^6(161'丨6〇]111丨8〇]1611〇16111丨6，第4版，第 14卷，第383页，第2.3.3章。
[0003] 与固定床加压气化反应器中产生的粗合成气一起，将非分解的蒸汽、灰尘颗粒以 及焦油从该气化器排出。在该气化器下游的一个冷凝装置中，将这些成分与气体分开并且 作为气体冷凝物被转移至一个沉降槽(所谓的焦油分离器）内。在该焦油分离器中，通过沉 降从该气体冷凝物中分离一个富含水的相、一个富含油的相、以及一个富含焦油和固体的 相。
[0004] 国际专利申请W0 2012/104686 A1描述了一种方法，其中将从该合成气分离的气 体冷凝物供应到一个过滤器装置，而无需首先冷却且减压。在此处披露的一个实例中，提及 200°C的温度和26巴的压力作为用于被供应到该过滤器装置的气体冷凝物的典型值。在此 过滤器装置中，将这些固体成分（即，来自该气化反应器的固定燃料床的夹带的灰尘)机械 地从该气体冷凝物中分离。指出了获得了处于一种基本上无焦油状态的固体成分。然后将 滤液冷却，减压到大气压并供应到一个重力分离器用于分离该焦油。以此方式，将来自该固 定床的夹带的灰尘和包含于该气体冷凝物中的焦油从该气体冷凝物中分离并且作为过程 产物获得。
[0005] 在此方法中，不利的是该气体冷凝物以其全部并且在非常高的温度和非常高的压 力下过滤。这要求一种非常大的且技术上复杂的过滤器装置。
[0006] 因此，本发明的目的是提供一种方法，其中该过滤器装置实现了较小的体积并且 在较低压力和较低温度下操作并且因此就生产和安全性而言是较不昂贵的。
[0007] 发明说明
[0008] 这个目的是通过一种借助于气体冷却和洗涤装置从由粗合成气分离的带有灰尘 的气体冷凝物获得无灰尘且干燥的焦油和无焦油、干燥的滤饼产品的方法解决的，该粗合 成气是通过固定床加压气化煤或焦炭产生的，该方法包括以下相继进行的方法步骤：
[0009] a)将该气体冷凝物冷却到在从60°C至100°C的范围内的温度并且减压到大气压， [0010] b)通过沉降从该气体冷凝物中分离一个带有灰尘的焦油相，
[0011] c)粉碎该焦油相中的灰尘颗粒
[0012] d)通过在一个过滤器装置中过滤从该焦油相中分离这些灰尘颗粒，该过滤器装置 包括至少一个、优选多个并联地连接的过滤器单元，
[0013] e)从该过滤器装置排出该焦油相并且将该焦油相引入至一个汽提设备中，该汽提 设备包括至少一个、优选多个并联地连接的汽提槽，
[0014] f)通过用干燥的惰性气体进行汽提来从该焦油相中分离水分，
[0015] g)从对应的汽提槽排出无灰尘且干燥的焦油相以用于进一步处理，
[0016] h)将方法步骤c)的一个过滤器单元与该焦油相的流入物和流出物脱离，然后用无 焦油气体冷凝物以与该焦油相相同的流动方向填充留在该过滤器单元中的滤饼以用于冲 洗该过滤器来去除焦油，然后用干燥的惰性气体以与该焦油相相同的流动方向填充留在该 过滤器单元中的滤饼以用于冲洗去除水分，其中获得了一种无焦油、干燥的滤饼产品。
[0017] 根据本发明的方法的另一个有利的方面可在子权利要求2至8中找到。
[0018] 通过施加根据本发明的方法，不仅出人意料地获得了一种无灰尘且干燥的焦油产 品，而且获得了一种无焦油、干燥的滤饼产品，该产品与来自现有技术的已知加工方法相比 是以完全干燥且无粘性获得的。有利地，作为滤饼产品所获得的固体物质因此可以容易地 被存储并且运送并且可以有利地被进一步加工。由于其高的碳含量，它例如适合作为燃料。
[0019] 本发明的优选方面
[0020] 本发明的一个优选的方面在于在方法步骤lc)中，将包含在该焦油相中的灰尘颗 粒粉碎到低于2mm、优选地低于1_的粒度。其结果是，运送该焦油相的管导管和管导管配件 和运送装置经受较小的磨损。对于粉碎，可以使用本身已知的装置研磨或压碎，其中该粉碎 不连续地或优选地连续地进行。优选地，所使用的粉碎装置还具有一种运送作用，使得可以 完全或部分地节省另外的运送装置。
[0021] 本发明的另一个有利的方面在于使用一个容积式栗，例如像软管栗、活塞栗、柱塞 栗或隔膜栗用于运送该焦油相通过该至少一个过滤器单元。这些栗对于运送带有固体颗粒 的高度粘性的液体是相当有用的。
[0022] 本发明的另一个有利的方面在于在根据方法步骤Id)的过滤之前，将该焦油相加 热到从80 °C至130 °C的范围内的温度。该焦油相的动态粘度由此降低，由此它可以被运送通 过该管导管和该过滤器具有更小的能量消耗。同时，通过这种措施降低了该运送装置、管导 管和配件的磨损负载。
[0023] 本发明的另一个有利的方面在于在方法步骤Id)中使用一个表面过滤器。在这种 类型的过滤器中，从该焦油相、该滤液中分离的该灰尘在该过滤器装置上形成了一种滤饼。 在已经关闭并且冲洗该过滤器单元之后，这种滤饼可以容易地从该过滤器装置上分离并且 被机械地从该过滤器移除。表面过滤器因此作为分离过滤器是相当有用的，即，用于获得在 一种液相中悬浮的固体物质。
[0024]当使用叶片式或烛式过滤器类型的表面过滤器时，这些分离过滤器的处理是特别 容易的。
[0025] 本发明的另一个有利的方面在于以若干步骤进行该焦油相的过滤。以此方式，不 同尺寸的颗粒可以被分开地沉积，其中在该第一步骤中进行粗颗粒的沉积并且在一个或多 个随后步骤中进行细颗粒的沉积。以此方式，对应于粒度分级该滤饼产品。
[0026] 本发明的另一个有利的方面在于在方法步骤If)和/或lh)中使用氮气作为惰性气 体。氮气是廉价并且对于环境是不成问题的。在方法步骤lh)中通过使用氮气，还使所获得 的具有高碳含量的滤饼产品变惰性，使得在随后的存储或处理过程中，减少了自燃的风险。
[0027] 示例性实施例
[0028] 本发明的进一步的发展、优点和可能的应用还可以取自非限制性示例性实施例和 数值实例以及附图的以下说明。描述和/或展示的所有特征本身或以任何组合(独立于在权 利要求书或它们后面参考中的它们的内含物)形成了本发明。
[0029]参照附图图1，现在将详细说明本发明。
[0030]图1示出了本发明的一个流程图。
[0031]气体冷凝物1经由热交换器21 (经由该热交换器该气体冷凝物被冷却到在从60 °C 至100°C的范围内的温度)并且经由一个膨胀装置22(经由该膨胀装置该气体冷凝物被膨胀 到大气压)被传至一个所谓的焦油分离器2内，在该焦油分离器中通过沉降使该气体冷凝物 释放油、焦油和灰尘。通过导管3清洗过的气体冷凝物离开该焦油分离器。通过导管4,将该 油相从该焦油分离器中取出。在该焦油分离器的底部，将带有灰尘颗粒的焦油相5取出并且 被传至一个装置6内，在该装置中粉碎这些固体颗粒。对于粉碎，可以使用本身已知的装置 研磨或压碎，其中该粉碎不连续地或优选地连续地进行。
[0032] 借助于一个容积式栗7,随后将该焦油相运送通过一个加热器8并且然后通过过滤 器9a或9b到汽提槽10a或10b内。将氮气11在加热器12中加热并且传至汽提槽10a、10b内，以 便在此从该焦油相中驱逐水分。将已释放灰尘和水分的焦油相13从这些汽提槽中排水用于 进一步的处理。
[0033]当该过滤器的载量已经达到所希望的程度时，关闭该过滤器，如此将该过滤器与 该焦油供应脱离。然后该焦油相传递通过该并联过滤器。
[0034] 自该关闭过滤器和在该过滤器装置上沉降的滤饼，用无焦油气体冷凝物14冲洗掉 所有焦油残余物，将其通过使用加热器15加热到90°C。经由导管16将用于冲洗的该气体冷 凝物再循环到焦油分离器2内。
[0035] 随后，经由导管17a、17b用氮气冲洗该过滤器没有水分。在一个第一阶段中，用加 热到95°C的氮气进行冲洗，以便尽可能有效地驱逐该水分。在一个第二阶段中，用具有环境 温度的氮气冷却该过滤器，并且因此该滤饼。经由导管19,将该氮气传递至焦油分离器2内， 以便在此沉降可能夹带的物质。
[0036] 通过用冷氮气冲洗进行冷却该滤饼，以便促进随后将该滤饼从该过滤器装置的机 械分离。
[0037] 通过振动这些用作过滤器装置的滤烛(未示出），将该滤饼分离并且用于进一步的 处理，作为干燥、无焦油的滤饼产品18a、18b从该过滤器排出。
[0038] 随后，再次使该过滤器进行操作，由此带有灰尘的气体冷凝物再次穿过该过滤器。 因为当具有足够层厚度的滤饼在该过滤器装置上形成时才获得充分的过滤效果，将该焦油 相经由导管20再循环至该焦油分离器2内，直到实现了所希望的过滤效果。
[0039] 可以是以一个或多个步骤进行该过滤。
[0040] 随后将从该过滤器装置离开的该焦油排至用于从焦油中分离水分的槽内。在这些 槽中，在大气压下存储该焦油。来自该具有优选地在80°C与130°C之间的温度的焦油浴的水 分由此可以上升并且将其从该槽排出。
[0041] 在本发明的一个优选的方面，该焦油浴用干燥的惰性气体(例如氮气）冲洗，使得 从该浴汽提出水分。为了防止由于汽提该焦油浴冷却，将该吹扫气体或汽提气体在进入该 浴内之前加热到浴温。
[0042] 随后将该清洗过的且干燥的焦油转移到存储或运输容器内。
[0043] 工业适用性
[0044] 本发明提供了一种方法，用该方法可以从气体冷凝物获得作为有价值的物质的焦 油和灰尘，因为该气体冷凝物作为副产物获得(例如在煤的气化过程中）。灰尘作为无焦油、 干燥的滤饼产品获得，该产品与来自现有技术的已知加工方法相比是完全干燥且无粘性获 得的。有利地，作为滤饼产品所获得的固体物质因此可以容易地被存储并且运送并且可以 有利地被进一步加工。由于其高的碳含量，它例如适合作为燃料。
[0045] 参考号清单
[0046] 1气体冷凝物
[0047] 2焦油分离器
[0048] 3气体冷凝物，清洗过的
[0049] 4 油相
[0050] 5焦油相
[0051] 6用于颗粒粉碎的装置
[0052] 7容积式栗
[0053] 8加热器
[0054] 9 过滤器a、b
[0055] 10 汽提槽a、b
[0056] 11 氮气
[0057] 12加热器
[0058] 13焦油相，无灰尘且干燥的
[0059] 14气体冷凝物，无焦油的
[0060] 15加热器
[0061] 16气体冷凝物，再循环
[0062] 17 氮气a、b
[0063] 18滤饼产品a、b
[0064] 19 氮气
[0065] 20焦油相，再循环
[0066] 21热交换器
[0067] 22膨胀装置
【主权项】
1. 一种借助于气体冷却和洗涤装置从由粗合成气分离的带有灰尘的气体冷凝物获得 无灰尘且干燥的焦油和无焦油、干燥的滤饼产品的方法，该粗合成气是通过固定床加压气 化煤或焦炭产生的，该方法包括以下相继进行的方法步骤： a) 将该气体冷凝物冷却到在从60°C至100 °C的范围内的温度并且减压到大气压， b) 通过沉降从该气体冷凝物中分离一个带有灰尘的焦油相， c) 粉碎该焦油相中的灰尘颗粒 d) 通过在一个过滤器装置中过滤从该焦油相中分离这些灰尘颗粒，该过滤器装置包括 至少一个、优选多个并联地连接的过滤器单元， e) 从该过滤器装置排出该焦油相并且将该焦油相引入至一个汽提设备中，该汽提设备 包括至少一个、优选多个并联地连接的汽提槽， f) 通过用干燥的惰性气体进行汽提来从该焦油相中分离水分， g) 从对应的汽提槽排出无灰尘且干燥的焦油相以用于进一步处理， h) 将方法步骤c)的一个过滤器单元与该焦油相的流入物和流出物脱离，然后用无焦油 气体冷凝物以与该焦油相相同的流动方向填充留在该过滤器单元中的滤饼以用于冲洗该 过滤器来去除焦油，然后用干燥的惰性气体以与该焦油相相同的流动方向填充留在该过滤 器单元中的滤饼以用于冲洗去除水分，其中获得了一种无焦油、干燥的滤饼产品。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于在方法步骤1 c)中，包含在该焦油相中的这 些灰尘颗粒被粉碎到低于2mm、优选地低于1mm的粒度。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于使用一个容积式栗，例如像软管栗、活塞 栗、柱塞栗或隔膜栗用于将该焦油相运送通过该至少一个过滤器单元。4. 根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于在根据方法步骤Id)的过滤 之前，将该焦油相加热到在从80 °C至130 °C的范围内的温度。5. 根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于在方法步骤Id)中，使用一个 表面过滤器。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于使用一个叶片式过滤器或烛式过滤器。7. 根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于以若干步骤进行该焦油相的 过滤。8. 根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于在方法步骤If)和/或lh)中 使用的惰性气体是氮气。
【文档编号】C10G53/02GK105940090SQ201480067918
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年12月4日
【发明人】埃哈德·拉, 弗雷德里克·茹达斯
【申请人】乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司