联合碳质燃料的干燥和气化的方法和装置的制作方法

专利名称：联合碳质燃料的干燥和气化的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将具有高含湿量的颗粒固体碳质燃料转化成供燃烧的煤气的方法和装置。更确切地说，本发明提供了气化湿颗粒固体碳质燃料(不包括在干燥段之前加入水)的改进的方法和装置，并且，在其中，该燃料的干燥与产物煤气的冷却相互联合起来进行。本发明主要适合于将湿煤转化成煤气，为了方便起见，关于该申请，将在下文描述本发明。然而，当然本发明也适合于转化其他类型的颗粒固体碳质燃料成为煤气。
已知的是，通过各种方法可以将煤转化成为煤气。这些转化方法一般在升温下发生，温度通常在900℃和1500℃之间，其取决于所使用的转化方法。这些方法主要包括将煤部分燃烧，以便产生一氧化碳而不产生二氧化碳。在化学结构上在煤中含有的烃和氢也产生某些氢气和甲烷。这些方法通常包括加入蒸汽并通过碳和水之间的反应结果产生了附加氢气。
在产物煤气可被净化之前或它的流量通过阀门可被控制之前必须将其冷却。用于冷却该煤气的大多数方法是使用蒸汽发生器和过热器，在其中，热气体通过上部管子被冷却，管中水沸腾以产生蒸汽。
大多数的已知气化方法需要供给具有含湿量通常低于10至20%(其量取决于该方法)的煤。鼓氧气化炉可接受具有较高湿量的燃料。当具有高含湿量的煤被气化时，首先必须干燥所说的煤，以便将湿含量减少到适合的程度。
在转化高含湿量的煤成为煤气的已知方法中，首先将煤干燥，在蒸汽流化床干燥方法中，用热蒸汽干燥煤，减少湿含量。该方法在大气压下操作，使用原煤，该原煤在送入干燥器的床层之前被粉碎。通过在底部引入的鼓泡的热蒸汽使煤床层达到流态化，以保持该床层中的颗粒进行恒定运动。许多根管子被安置在该床层区域内的层间，热蒸汽通过这些管子，以便加热和干燥所说的煤。干燥的煤被冷却和贮存。然后，将煤从贮存器输送至气化炉，其位于该装置的另一处。
该气化炉具有一床层，用空气或富氧空气使其流态化，也与煤进行化学反应，以产生产物煤气。以这样方式来操作，以致使大多数反应发生在流化床中，尽管细煤颗粒和细灰分通过气流被带到该气化炉的顶部，在此可另外引入空气以完成气化过程。当离开气化炉时，煤气的温度约为1000℃，因此，需要高温耐火旋风分离器以除去返回至气化炉的碳颗粒。
然后，将产物煤气冷却，使其温度冷至0℃至450℃，以便净化和除硫。
其他气化方法也是已知的，但这些方法都基本上相似，其相似程度是，在操作过程中，在气化之前煤首先被干燥和贮存，在净化之前冷却产物煤气。
蒸汽流化床干燥方法需要蒸汽，以便形成流态化并干燥煤。这可通过常规的锅炉或蒸气再压缩的方法来达到，使之在干燥过程中除去水分。这两种方法都需要消耗能量或进行能量的转化。
在燃气轮机动力站中，使用蒸汽叶轮机，其是靠热回收蒸汽发生器而产生的蒸汽来开动的，所供给的用于干燥的蒸汽可来自热回收蒸汽发生器或来自蒸汽叶轮机的废蒸汽。然而，这减少了通过蒸汽叶轮的用于发电的蒸汽。
使用蒸气再压缩需要压缩机用于提高蒸汽压力和温度，这些压缩机需要输入大功率电能。为蒸汽流化床干燥器(SFBD)而产生蒸汽的这两种方法都降低了动力站的净电力输出功率，因此，降低了它的总功率。
对于动力站产生的电比如说400MW电容量，完全使用加工煤的常压蒸汽流化床干燥器(SFBD)是很大的，大大增加了动力站的基本投资，因此增加了生产电的费用。
使用这种蒸汽流化床干燥器的方法所建议采用的装置包括在气化前的干燥煤的中间贮罐，这导致增加了煤气生产装置的基本投资。贮存干燥的煤是危险的，因为可能引起自燃。
在过滤前需要冷却产物煤气而引起为冷却煤气所使用的热交换器的另外的基本投资。由于未过滤的煤气易于使热交换器堵塞，这又需要经常清洗热交换器，因此便增加了该装置的操作费用。
在最新的专利文献中描述了某些方法，在这些方法中使用气化炉的产物煤气，以便除去来自进料燃料中的水分。
在干燥和气化具有结合水的煤的方法[描述在USP4166802(Texaco Inc.)中]中，其声称可使用来自气化区的热煤气来加热由煤与水混合形成的淤浆，结果改变了煤的结构，同时将水从煤颗粒中部分地除去。该干燥方法在很高压力(约90巴)下操作，该压力足以使水保持在液相的淤浆中。淤浆加热后，某些水分从淤浆中分离出来，以便产生降低含湿量的淤浆。这种减少水分的淤浆构成了送至高压氧吹气化炉的进料。该方法在比标准的燃气轮机所需的压力高得多的压力下操作。高压将导致高的基本投资。因为送至气化炉的高含湿量的燃料，则需要氧吹气化炉生产满意的产品气。该氧气装置也增加了基本投资。水热过程产生了很大的有机物质污染的水物流，处理这种水将会增加该方法的投资。
在另一方法[描述在USP 4302353(Unde GmbH)中]中，为了处理污泥，在自气化炉中由污泥产生的热煤气通过进料的污水，以便将其干燥使之达到足以气化的程度，所得煤气在通过燃烧处理之前被净化。该方法的缺点是在进料污泥中的所有水分仍保留在产物煤气中，因此形成了具有很低热值的煤气，其不适合于在燃气轮机中燃烧。
在日本专利号JO3039394(Ebara Seisakusho KK)所描述的方法中，来自气化炉的热产物煤气通过为气化炉所使用的含有原料的大贮罐，以便除去来自产物煤气中的碳和焦油，同时干燥了原料并冷却了煤气。该方法描述了关于气化木材切下物和锯屑，但它指出，这种方法也适用于通常用于气化的其他含碳物质如泥煤、焦炭和煤。该方法可认为是产物煤气通过在贮罐中的原料的固定床，这取决于为气体通过的空间通道。这种方法不能处理易碎和易断裂成小颗粒的燃料，因为在颗粒间没有足够的区域使气体通过。与上述的两种方法一样，这种方法导致了在产物煤气中具有过量的水分，因此，形成了具有很低热值的煤气，其不适合于在燃气轮机中燃烧。
在用于气化具有含湿量为50-60%(重量)的褐煤的方法(描述在德意志民主共和国专利号209648中)中，使用固定床气化炉。所说的煤与水混合，以保持块煤的尺寸为5mm至60mm，这是为保持在气化炉中通过煤床层的气体通道所必须的。煤首先在贮罐中被预热至90℃，然后用加压(通入蒸汽的压力)的方法，使其预干燥达含湿量为50%。然后，将其输送至气化炉。在此煤以向下的形式通过，而热产物煤气以向上形式通过该床层，以完成干燥过程。这种方法不适合用于易碎燃料(例如Victorian褐煤)，其断裂成尺寸小于5mm的颗粒。该方法也使用氧气和蒸汽作为气化介质，因为空气吹气化炉总是形成具有很低热值的煤气，其不适合于在燃气轮机中燃烧。该方法同样存在缺点，即需要用于预热煤的贮罐，并需要比标准的气化炉大的气化炉，以便为干燥进料的煤提供足够的停留时间，这两种方法都引起了基本投资的增加。
本发明的目的是提供用于气化具有高含湿量的颗粒固定碳质燃料的方法和装置，其克服或至少减少一种或多种上述现有技术的缺点。
因此，本发明提供了用于气化具有高含湿量的颗粒固定碳质燃料的方法，所说的方法包括在不向所说的燃料中加入水的情况下，将该燃料输入到一个或多个加压干燥器中;
在所说的干燥器中降低了所说燃料的含湿量，使其达到适合于气化的程度，使用的方法是，热产物煤气通过该干燥器或每个干燥器，使燃料的颗粒夹带在煤气气流中，因此冷却和增湿了该煤气;
从所说的燃料中分离所说的冷却的和增湿的煤气;将降低含湿量的燃料从该干燥器或每个干燥器输送至气化炉中;
在所说的气化炉中气化所说的燃料，以便产生所说的热产物煤气;和引入至少部分所说的热产物煤气至该干燥器或每个干燥器中。
本发明也提供了用于气化具有高含湿量的颗粒固体碳质燃料的装置，所说的装置包括用于气化所说的燃料以产生热产物煤气的气化炉;
用于降低所说燃料的含湿量，使其达到适合于气化程度的一个或多个加压干燥器，并且至少将部分煤气通过所说的干燥器，使所说的燃料颗粒夹带在煤气气流中，以冷却和增湿至少部分所说的热产物煤气;
在不向燃料中加入水的情况下，将所说的燃料输入到该干燥器或每个干燥器的设备;
用于将至少部分所说的热产物煤气从所说的气化炉引入到该干燥器或每个干燥器中的设备;
用于将所说的冷却和增湿的煤气从该批燃料中或每批燃料中分离出来的设备;和用于将所说的降低含湿量的燃料从该干燥器或每个干燥器输入到所说的气化炉中的设备。
在另外的实施方案中，本发明提供了用于从具有高含湿量的颗粒固体碳质燃料产生电力的联合方法，所说的方法包括在不向所说的燃料中加入水的情况下，将所说的燃料输入到一个或多个加压干燥器中;
在所说的干燥器中，降低所说燃料的含湿量，使其达到适合于气化的程度，使用的方法是，热产物煤气通过该干燥器或每个干燥器，使燃料颗粒夹带在煤气气流中，因此冷却和增湿了所说的煤气;
从所说的燃料中分离出所说的冷却的和增湿的煤气;
将所说的冷却的和增湿的煤气任意通过煤气净化系统和/或冷凝器而引入到燃气轮机中，以便产生动力;
将所说的降低了含湿量的燃料从该干燥器或每个干燥器中输入到气化炉中;
在所说的气化炉中气化所说的燃料，以产生所说的热产物煤气;和将所说的热产物煤气引入到该干燥器或每个干燥器中。
本文中所使用的“气化”一词指的是将固体碳质燃料转化成用于燃烧的煤气。该碳质燃料可以是任何固体碳基燃料如煤、泥煤、废木、生物物质、甘蔗渣、锯屑等。
某些碳质物质需要进行预处理，例如粉碎筛选、预干燥等，以便产生具有流动特性的颗粒，其适合用于将该颗粒输送到加压干燥器使用的特定方法，并且需要足够小的颗粒，以便能够使他们夹带在煤气流中而通过干燥器。虽然在该方法中所使用的颗粒的大小取决于多种因素，包括该物质的密度、该物质结块的可能性、通过干燥器的热煤气的压力，湍流度和速度等，仍然已发现，具有最大粒度约为6mm颗粒是特别适合于本方法的。
适用于本发明方法的碳质燃料具有高含湿量。本发明所表示的“高含湿量”指的是比在该气化方法中可使用的最大含湿量高的含湿量。大多数的气化方法需要具有含湿量一般低于10至20%的固体进料煤，其取决于该方法的吹氧气化炉可接受较高含湿量进料的程度。因此，所表示的“高含湿量”通常指的是具有高于10或20%的含湿量的燃料。该方法特别适用于气化具有高于50%含湿量的原煤。
在一个或多个夹带气流干燥器中降低了碳质燃料的含湿量，所说的干燥在加压下操作，最好其压力与气化炉操作的压力相似。干燥方法是，燃料颗粒被输送到热煤气气流中，并与热煤气气流一道被带走，随着它们的运行而得到干燥，然后将其送到分离器例如旋风分离器。在夹带气流中仍然可以是湿的原煤颗粒可任意在粒度分级器中进行分离，并为进一步干燥而进行再循环。所设想的其他干燥方法是，将两种基本操作原理即夹带气流方法和流化床方法(在此原料的床层被干燥)相结合，该方法是通过热煤气使之达到流态化，但在此煤气气流在床层上方夹带较大部分的原料，以便以夹带气流的方式而进行干燥，并且为了进一步干燥，在上方如此夹带的原料可进行再循环。
与该气化炉结合可以使用一个或多个干燥器。所需干燥器的实际数量将取决于多种因素，其包括燃料的含湿量、气化炉的大小等，但一般1-6个干燥器足够了。
将湿燃料输送到干燥器的方法同样取决于夹带气流干燥器的类型。在优选的方法中，通过密封进料斗系统将燃料装入到该干燥器或每个干燥器中，在所说的密封进料斗系统中，压力提高到干燥器的操作压力。燃料需要预处理，以保证在通过密封进料斗时燃料进行流动。当达到所说的压力时，可使用螺旋输送系统，燃料输送到干燥器。
在本发明的方法和装置中，气化炉和气化方法可以是任何以前已知的设备和方法。气吹气化炉是优选的，因为它们避免了分离氧气装置的高基本投资。特别适合的气化炉是高温温克勒型的气吹流化床气化炉，然而，与其他这种类型的实例不同，上方夹带的碳可以与气化产物煤气一起入干燥器，而不是将其分离并返至气化炉。其他气化炉例如使用夹带气流系统操作的那些气化炉也可以使用，而流化床气化炉是特别适合的。但是因为这些气化炉通常在高温下操作，在产物煤气进入干燥器之前，它们可能需要再次进行冷却。
气化方法主要包括将碳、氧和水转化成为氢气和一氧化碳，虽然在该方法中也产生其他气体并发生其他反应。在大多数的气化方法中，用于该方法的热量是通过将含氧气体泵送到气化炉而引起燃料的部分燃烧来产生的。含氧气体可以是直接来自大气的空气、富气空气、纯氧等。在气化炉的下游处，该空气泵可以与燃气轮机或蒸汽叶机结合起来。
可以用空气来喷射一些蒸汽或水，以控制气化炉的操作温度。在该气化炉中产生的至少部分煤气被输送到干燥器中，在此使其与湿燃料接触。优选的是，将气化炉中产生的全部热煤气输送到干燥器中，引入干燥器中的煤气的温度可控制的方法是，通过冷却煤气的侧线馏分并将其与主要煤气气流再混合，然后引入干燥器，通过热交换器冷却全部煤气气流，通过加入水蒸汽或水或通过再循环和通过将离开干燥器的部分冷却煤气与引入干燥器的热煤气相混合。对于该方法的总热效率来说，干燥器的出口温度的控制是需要的，并且是为了使干燥器的出口温度与控制净化等下游所需要的温度相适应。在干燥期间，温度的控制也是必须的，这是为了避免燃料的大量的热解和释放焦油。所限定的温度取决于使用的碳质燃料的性质。
特别方便的是，该干燥器或每个干燥器在与气化炉相似的压力下操作，因为这避免了在合成气体进入干燥器之前需要将其压缩或降压。实际上，由于在气体输送管线中的压力损失，干燥器中的压力通常将是稍低于气化炉中的压力。优选的是，该干燥器或每个干燥(以及气化炉)在15和40大气压之间的压力下操作。对于联合方法而言，其中，离开干燥器的冷却的和增湿的煤气输送到燃气轮机中，同样方便的是，使干燥器中的压力与燃气轮机中所需要的压力相适应。
燃料的含湿量和煤气的温度都随着热煤气通过干燥器而降低。起干燥器和冷却器双重作用的该干燥器或每个干燥器可部分或全部省去所需的分离冷却器。
在夹带气流干燥器中，干燥的燃料用冷却的煤气带出干燥器。使用任何适合的分离设备如旋风分离器可将干燥的燃料从冷却的煤气中分离出来。如果碳质原料的颗粒性质需要的话，可混入返至干燥器的分粒和再循环的较大煤颗粒。然后，干燥燃料可以从分离器直接送到气化炉，而冷却的煤气被输送到气体燃烧设备(其可为燃气轮机或其他燃烧器)的下游处。干燥煤克服反向压力梯度从分离器输送到气化炉可通过任何适合的设备例如重力进料管、空气喷咀、回转伐、螺旋输送器、密封进料斗等或这些设备的结合来进行。
离开分离器的冷却煤气最好通过气体净化系统。该系统包括分离器例如另一旋风分离器，以便除去任何煤颗粒，该气体净化系统也可另外包括过滤器例如陶瓷隔板颗粒固体过滤器或静电除尘器，以便除去细小颗粒包括遗留下的煤和凝聚蜡、焦油和碱金属盐。
该气体净化系统可包括水洗涤系统和/或除硫工序。可以使用水洗涤系统来代替陶瓷过滤器或类似陶瓷过滤器的设备。如果燃料含有大量的硫或氮，可需要这样的系统。水洗涤系统也具有从产物煤气中除去某些水蒸汽的作用。
在气化炉中产生的没有引入到干燥器的任何热煤气，可与离开干燥器之后的冷却煤气再混合，最好在冷却煤气通过气体净化装置之前。
因为本发明的方法不包括在碳质原料进入干燥器之前向其中加入水，所以该产物煤气具有对于大多数工业应用的足够的高比能。然而如果需要提高产物煤气的比能以满足特殊的需要，这可用包括下述的一些方法来进行。
可提高全部或部分冷却的产物煤气的比能的方法是将其通过冷凝器，在此它被进一步冷却，以便将某些水冷凝出来。如果用此方法仅冷却部分煤气，然后它可与剩余的产物煤气再混合，因此提高了混合煤气气流的比能。
用冷凝法除水是比较容易的，并可实现提高煤气的比能量。同时，水的冷凝将引起某些水洗涤该煤气从而减少了包括氨的有害污染物。
避免需要从产物煤气中除去水的另外可采用的方法是用来自空气分离装置的氧气对气化炉进行空气的部分浓缩，这会产生较高能量的煤气，并且地某些情况下，可避免需要从产物煤气中除去水。
产物煤气可在燃气轮机中燃烧，以便产物电力，并且保持在废气中的热量可用来驱动蒸汽叶轮机同样可产生电力，它也可用于其他工业方法中。
参照说明本发明优选实施方案的附图将可方便地描述本发明。该实施方案是基于使用具有流动特性的高含湿量的褐煤，其阻碍通过密封进料斗系统的流动。后者的特性需要使用预干燥器，以使煤达到所需要的状态。预干燥煤的好处是，用这种方法可以除去结合在煤中的某些水分，以致使其不与最终产物煤气相混合，于是提高了煤气的比热，结果形成了适合于在燃气轮机中燃烧的气体产物。本发明可存在其他实施方案，因此，不能认为附图的特性可代替本发明在前描述的一般特性。


图1是本发明实施方案的图解表示，其包括流化床气化炉和夹带气流干燥器及预干燥器。
原煤(1)送到粉碎机(2)中，在此煤的颗粒大小减小到约6mm最高粒度，并在此与通过蒸汽管线(26)供给的具有温度约400至500℃的过热蒸汽混合。然后，煤和热气体通过一段夹带气流预热器(3)，在此煤被部分干燥，以便使其继之能够通过密封进料斗流动。
离开预干燥器(3)后，预干燥的煤和蒸汽在旋风分离器(4)中分离。蒸汽在过滤器或静电除尘器(5)中被净化，在此除去细小的固体颗粒，然后，将其再循环返回到热量回收蒸汽发生器(25)中，而由煤蒸发出的水而产生的过剩蒸汽通过管线(28)排出输送至冷凝器(33)，在此加热用于蒸汽循环的进料水。预干燥的煤颗粒进入串连的密封进料斗(6)，以便产生压力的改变，即由大气压区变为约25大气压区。在该密封进料斗的底部，煤进入螺旋输送器(7)中，其将煤送入夹带气流干燥筒(8)的底部，该干燥筒被加压至约25大气压。
煤被夹带在来自气化器(16)的热产物煤气的气流中。煤气通过气体管线(9)被输送到干燥筒的底部。进入干燥筒时，煤气具有的温度约为750℃至1050℃。热煤气通过蒸发来自湿煤中的水分而在干燥器内部被冷却，通过出口管线(10)离开干燥器的煤气的温度在200℃和250℃之间。干燥的煤和冷却的煤气在旋风分离器(11)中被分离。干燥的煤颗粒通过管线(12)被送到气化炉。通过出口管线(13)离开旋风分离器的煤气可直接送入气体净化系统(14)，以便除去细小颗粒和有害气体。
干燥的煤从旋风分离器(11)通过管线(12)进入气化炉(16)，在此发生煤的气化。至气化炉的煤的流量通过回转伐(15)来控制。
气化炉(16)是空气吹流化床气化炉。用通过与燃气轮机的膨胀器(20)相结合的压缩机(19)产生的加压空气使气化炉床层流态化。来自大气的空气通过进口管线(21)被吸入到压缩机，并且加压空气通过管线(22)进入气化炉(16)。与管线(22)相连的二级压缩机(17)使空气达到所需的压力。空气中的氧气与煤进行化学反应，以便有助于产生产物煤气。热产物煤气从气化炉通过管线(9)进入夹带气流干燥器。
产物煤气的侧线馏分(31)在热交换器(32)中被冷却，在该热交换器中产生用于蒸汽工序的蒸汽，冷却的气体在管线(9)中与主要煤气气流再进行混合。
来自气化炉的碳和灰分用表示的物流(18)除去。
离开气体净化系统(14)的煤气具有的温度为约200℃，压力约24大气压，含湿量约32%(v/v)和比能约4.1MJ/kg(25℃下)。该比能足以达到现代燃气轮机的最大输出功率。
煤气进入燃气轮机燃烧室(23)，在此煤气进行燃烧，以产生驱动燃气轮机膨胀器(20)所需要的热气体，通过发生器(29)产生电力。然后，燃气轮机的废气通过管线(24)输送到热量回收蒸汽发生器(25)，以便产生用于蒸汽装置(27)的蒸汽，所说的蒸汽装置通过发生器(30)进一步产生电力。热量回收蒸汽发生器(25)也产生用于预干燥器(3)的蒸汽。这种蒸汽沿着蒸汽管线(26)返回到预干燥器(3)和粉碎机(2)。
为了把本发明的方法与传统的联合气化结合循环(IGCC)方法区别开来，该新的结合方法已被称为“联合干燥气化结合循环(IDGCC)方法”。已评价了该IDGCC方法的效率，并与由IGCC方法得到的结果进行了比较。
表1高热值煤流 燃气 蒸汽叶 产生的(HHV)产量 轮机 轮机 能量生基准kg/秒 MW MW MW效率%申请IDGCC 91.1 235 138 339 37.1传统IGCC 91.7 216 162 331 36.2(蒸汽再次压缩蒸汽流化床干燥)可以看出，由相同的燃气轮机并在相似的总转化效率下，所说的IDGCC系统产生了更多的电力，这是因为通过较高含湿量的可燃气体增加了气体的流量。两种方法产生放入大气的相似量的二氧化碳。本发明的方法比IGCC方法具有非常低的基本投资。
本方法能够气化颗粒固体碳质原料，该原粒是湿的，但没有游离水，所说的原料为例如在现有开采条件下的Victorian褐煤。本方法特别适合于气化易碎的颗粒固体碳质原料，其可减小到颗粒度为6mm和更小。
正如在前面本说明书中所论述的在所说的专利说明书中被披露的那样，使用在用于燃烧干燥的产物煤气中的热量的现有技术涉及了气化原料，该原料每一种都已经是以污泥(例如污水处理生成的污泥)的形式存在，其在气化该原料之前需要形成淤浆，或者需要加入水，以便使煤保持适合于在固定床方法中气化和/或干燥的块煤尺寸的形式。本发明的方法在不向碳质原料中加入水的情况下操作，于是，形成了在热量的利用上更有效的方法，并产生了具有较高比能量的产物煤气。因此，就动力站来说，每一给出的消耗的燃料量所产生的电能量是较多的。
本干燥方法在一个或多个夹带气流干燥器中进行，该方法在不加入水的情况下能够干燥颗粒度较小的颗粒固体燃料，因此，与固定床或流化床干燥器相比，其是更便宜的。本干燥方法是与气化方法相联合的，它是利用产物煤气的热量来干燥进料燃料，因此，干燥燃料和冷却煤气是在单一联合步骤中进行，这使得在净化和最终使用煤气之前省去了为冷却产物煤气所需要的分离热交换器。
本干燥方法也在与实际使用的气化炉有关的压力下操作，这样的压力同样适合于直接进入燃气轮机。因此，这种方法不需要象使用水热脱水方法那样需要为升高压力而采取的特殊措施。水热干燥也产生必须进行处理的污染的污水，而夹带气流干燥不产生这样的污水。
最后，认为在不违背本发明的精神或范围的情况下，各种变换、改进或增加的内容都可引入前面所述的本发明的方法和装置中。
权利要求
1.一种用于气化具有高含湿量的颗粒固体碳质燃料的方法，所说的方法包括在不向燃料中加入水的情况下，将所说的燃料输入到一个或多个加压干燥器中；在所说的干燥器中，降低所说燃料的含湿量，使其达到适合于气化的程度，使用的方法是，热产物煤气通过该干燥器或每个干燥器，以致使燃料颗粒夹带在煤气气流中，因此冷却和增湿了所说的煤气；从所说的燃料中分离出所说的冷却的和增湿的煤气；将降低了含湿量的燃料从该干燥器或每个干燥器输送到气化炉中；在所说的气化炉中气化所说的燃料，以便产生热产物煤气；和引入至少部分所说的热产物煤气至该干燥器或每个干燥器中。
2.根据权利要求1的方法，其中所说的颗粒固体碳质燃料具有最大颗粒度约6mm。
3.根据权利要求1或2的方法，其中使用密封进料斗系统，以便将颗粒固体碳质燃料输入到该干燥器或每个干燥器中。
4.根据权利要求1至3的任一方法，其中在该干燥器或每个干燥器中的压力是这样的，以致使离开干燥器的冷却和增湿的煤气处在适合燃气轮机操作的压力下。
5.根据权利要求4的方法，其中在该干燥器或每个干燥器中的压力为15至40大气压。
6.根据权利要求5的方法，其中在该干燥器或每个干燥器中的压力为约25大气压。
7.根据权利要求1至6的任一方法，其中气化炉在与该干燥器或每个干燥器相似的压力下操作。
8.根据权利要求1至7的任一方法，其中颗粒固体碳质燃料在预干燥器中进行部分干燥。
9.根据权利要求8的方法，其中是在预干燥器中从颗粒的表面除去水分，以便有助于将燃料颗粒输入至该干燥器或每个干燥器中。
10.根据权利要求8或9的方法，其中热量是通过由干燥器的下游处所产生的蒸汽来供给预干燥器。
11.用于气化具有高含湿量的颗粒固体碳质燃料的装置，所说的装置包括用于气化所说的燃料以产生热产物煤气的气化炉;用于降低所说燃料的含湿量，使其达到适合于气化程度的一个或多个加压干燥器，并且至少将部分煤气通过该干燥器或每个干燥器，以致使所说的燃料颗粒夹带在煤气气流中，以冷却和增湿至少部分所说的热产物煤气;在不向燃料中加入水的情况下，用于将所说的燃料输入到该干燥器或每个干燥器中的设备;用于将至少部分所说的热产物煤气从所说的气化炉引入到该干燥器或每个干燥器中的设备;用于将冷却的和增湿的煤气从所说的燃料中分离出来的设备;和用于将所说的降低含湿量的燃料从该干燥器或每个干燥器输入到所说的气化炉中的设备。
12.根据权利要求11的装置，其包括1至6个加压干燥器。
13.根据权利要求11或12的装置，其中在该干燥器或每个干燥器中的压力为15至40大气压。
14.根据权利要求13的装置，其在该干燥器或每个干燥器中的压力为约25大气压。
15.根据权利要求11至14的任一装置，其中干燥器和气化炉在相似的压力下操作。
16.根据权利要求11至15的任一装置，其另外包括用于部分干燥颗粒固体碳质原料的预干燥器，以便从颗粒的表面除去水分，因此有助于将原粒输入到该干燥器或每个干燥器中。
17.根据权利要求16的装置，其中热量是通过由干燥器的下游处所产生的蒸汽来供给预干燥器。
18.一种用于由具有高含湿量的颗粒固体碳质燃料产生电力的联合方法，所说的方法包括在没有向所说的燃料中加入水的情况下，将所说的燃料输入到一个或多个加压干燥器中;在所说的干燥器中，降低所说燃料的含湿量，使其达到适合于气化的程度，使用的方法是，热产物煤气通过该干燥器或每个干燥器，以致使燃料的颗粒夹带在煤气气流中，因此冷却和增湿了所说的煤气;从所说的燃料中分离出所说的冷的和增湿的煤气;将所说的冷却的和增湿的煤气任意通过煤气净化系统和/或冷凝器而引入到燃气轮机中，以便产生电力;将所说的降低了含湿量的燃料从该干燥器或每个干燥器中输入到气化炉中;在所说的气化炉中气化所说的燃料，以产生所说的热产物煤气;和将至少部分所说的热产物煤气引入到该干燥器或每个干燥器中。
19.根据权利要求18的方法，其中颗粒固体碳质原粒在预干燥器中进行部分干燥，以便从颗粒的表面除去水分，因此，有助于将原料输入到该干燥器或每个干燥器中。
20.根据权利要求19的方法，其中热量是由干燥器的下游处而产生的蒸汽来供给预干燥器。
21.根据权利要求20的方法，其中来自燃气轮机的废气被输送到蒸汽发生器中，由此产生的部分蒸汽用来产生电力，一部分送至预干燥器。
22.根据权利要求1或权利要求18的方法，该方法实际上如上文所描述及参照附图所说明的实施方案。
23.根据权利要求11的装置，该装置实际上如上文所描述及参照附图所说明的实施方案。
全文摘要
用于气化具高含湿量的颗粒碳质燃料的方法和装置，该方法包括不向燃料加入水，将燃料输入到一个或多个加压干燥器中；在干燥器中降低燃料的含湿量，使其达到适于气化的程度，是借助于热产物煤气通过各该干燥器，使燃料颗粒夹带在煤气气流中，冷却和增湿该煤气，从燃料中分离出冷却和增湿的煤气；将降低含湿量的燃料从各该干燥器输送至气化炉中；在气化炉中气化燃料，产生热产物煤气；引入至少部分热产物煤气至各该干燥器中。还涉及由颗粒碳质燃料产生动力特别是产生电力的联合方法。
文档编号C10J3/46GK1083851SQ9310633
公开日1994年3月16日 申请日期1993年5月8日 优先权日1992年5月8日
发明者T·R·约翰逊, D·M·威尔逊, A·坎皮西, B·安德逊, Q·H·段, G·E·普莱曾斯 申请人:维多利亚州电力委员会