Установка для сепарирования кислых компонентов пыли и смолы из горячих газов установок газификации

Изобретение относится к установкам сепарации кислых компонентов. Установка для сепарирования кислых компонентов, пыли и смолы из горячих газов установок газификации, содержащая резервуар (8), в котором находятся циклонный сепаратор (9) и расположенная над ним в направлении силы тяжести фильтровальная камера (10), которая оснащена фильтровальными свечами (17) и в которую выведена центральная труба (20) циклонного сепаратора (9), отличающаяся тем, что между циклонным сепаратором (9) и фильтровальной камерой расположена разделительная стенка (19), выполненная в виде воронкообразного дна, через которое проходит центральная труба (20) циклонного сепаратора (9), причем в центральной трубе (20) расположена меньшая по диаметру спускная труба (21) для отвода тонкой пыли, снабженная подводящими элементами (24) для перемещения тонкой пыли с воронкообразного дна (19) в спускную трубу (21) и подведенная к сборнику (23) пыли посредством снабженного шлюзами узла (22) выгрузки пыли. Технический результат - повышение эффективности сепарации. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

При газификации ископаемых видов топлива, таких как, например, каменного или бурого угля, биомасс, остатков нефтепереработки, содержащиеся в нем хлор или сера реагируют с образованием кислых газов, что приводит к связанным с эрозией и коррозией проблемам у последовательно подключенных компонентов установки. При газификации биомасс, кроме того, образуются значительные количества смол, которые следует удалять, так как смоляные конденсаты также могут приводить в последовательно подключенных установках к значительным проблемам.

Из ЕР 1870444 А2 известен способ очистки газов из аппарата для сухой перегонки древесины, который использует фильтровальные свечи и предоставляет газообразному продукту больше времени для химических реакций перед фильтровальными свечами. Сепарирование в циклоне в известном способе не предусмотрено.

Возможное сепарирование кислых вредных газов может также происходить благодаря тому, что используются способы мокрой промывки, что, однако, имеет тот недостаток, что газы должны сильно охлаждаться. Сепарирование смолы проводится, как так называемое каталитическое сепарирование в отдельных каталитических смолоотделителях, при этом подобный аппарат, как правило, подключен после сепарирования H₂S и пылеудаления. Если перед фильтром подключен соответствующий катализатор, то необходимо, чтобы синтез-газ вследствие тепловых потерь был снова нагрет до рабочей температуры между 800°C и 1000°C, что приводит к слишком высоким потерям коэффициента полезного действия и к соответствующим техническим издержкам.

Целью изобретения является создание экономичного способа с соответствующей установкой, которая делает возможным надежное сепарирование кислых соединений HF, HCl, H₂S, пыли и смолы в максимально высоком температурном диапазоне.

Для решения этой задачи предложена установка для сепарирования кислых компонентов, пыли и смолы из горячих газов установок газификации, содержащая резервуар, в котором находятся циклонный сепаратор и расположенная над ним в направлении силы тяжести фильтровальная камера, которая оснащена фильтровальными свечами и в которую выведена центральная труба циклонного сепаратора. В предлагаемой в изобретении установке между циклонным сепаратором и фильтровальной камерой расположена разделительная стенка, выполненная в виде воронкообразного дна, через которое проходит центральная труба циклонного сепаратора, причем в центральной трубе расположена меньшая по диаметру спускная труба для отвода тонкой пыли, снабженная подводящими элементами для перемещения тонкой пыли с воронкообразного дна в спускную трубу и подведенная к сборнику пыли посредством снабженного шлюзами узла выгрузки пыли.

Сочетание циклонного сепаратора и образованного фильтровальными свечами свечевого фильтра внутри одного аппарата с расположением указанных компонентов согласно изобретению приводит к малым потерям в потоке при одновременной высокой эффективности.

Здесь следует упомянуть, что сами по себе комбинированные аппараты из фильтра и циклона известны, например, из немецкого патента на полезную модель 1879283, при этом там не обращается особого внимания на выгрузку тонкой пыли. Малогабаритные фильтры соответствующей конструкции показаны также в DE 2622938 В, DE 3230709 А или DE 3422592 А, если назвать лишь некоторые примеры. Измененные варианты таких аппаратов показаны в US 2941621 или WO 83/03556.

Благодаря тому, что разделительная стенка между циклонным сепаратором и фильтровальной камерой выполнена в виде воронкообразного дна, через которое проходит центральная труба циклонного сепаратора, причем в центральной трубе расположена меньшая по диаметру спускная труба для отвода тонкой пыли с подводящими элементами для перемещения тонкой пыли с воронкообразного дна в спускную трубу, обеспечивается отвод пыли.

При этом подводящие элементы могут быть выполнены в виде патрубков, лучеобразно расположенных между головным участком спускной трубы и центральной трубой в нижней точке воронкообразного дна.

Изобретение предусматривает также, что фильтровальные свечи снабжены каталитическим покрытием и/или каталитическим наполнителем и/или что каждая фильтровальная свеча снабжена каталитически активным защитным фильтром.

Другие признаки, подробности и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания, а также чертежей, на которых показаны:

Фиг. 1 - принципиальная схема установки для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 2 - упрощенное изображение в сечении конструкции аппарата согласно изобретению,

Фиг. 3 - слегка увеличенный вид фрагмента центральной трубы по стрелке III на фиг. 2.

Обозначенная в целом ссылочным обозначением 1 на фиг. 1 установка представлена в виде принципиальной схемы. При этом там к газификатору 2 подводится топливо (пунктирная стрелка 3), кислород (сплошная стрелка 4) и, при необходимости, добавки (штриховая стрелка 5). Отвод шлака обозначен ссылочным обозначением 6. За газификатором 2 следует установка 7 удаления серы и затем аппарат с резервуаром 8, в котором объединены циклон 9 и фильтровальная камера 10, в которой расположен свечевой фильтр.

Подвод газа в циклон 9 показан стрелкой 11, выход полезного газа за свечевым фильтром - стрелкой 12. Полезный газ, обозначенный в целом ссылочным обозначением 13, направляется на дальнейшую переработку.

Возврат охлаждающего газа из потока 12 в зону перед установкой удаления серы отображен штриховой стрелкой 14. В этой зоне перед установкой удаления серы может также вводиться добавка, что обозначено штриховой стрелкой 15.

Можно увидеть, что, например, сепарирование кислых газовых компонентов, например сепарирование H₂S, перед пылеудалением может происходить посредством ввода добавки (газификатор и/или с охлаждающим газом). Возможно также сепарирование смолы перед пылеудалением посредством добавок, при этом предварительное сепарирование этой добавки и пыли происходит в циклоне, а сепарирование тонкой пыли - в фильтровальной свече.

Возможно также сепарирование остаточной смолы на фильтровальной свече и/или внутри фильтровальной свечи, при этом на выходе фильтровальных свечей может быть последовательно подключен защитный фильтр, например, из пенокерамики. Эти защитные фильтры могут быть также каталитически активными. Охлаждающий газ, например обозначенный посредством частичного потока 14а, может быть использован для очистки фильтровальных свечей, как еще будет показано ниже.

На фиг. 2 в разрезе упрощенно показан аппарат с резервуаром 8 и комбинацией циклона 9 со свечевым фильтром в фильтровальной камере 10. К циклону 9 через входное отверстие 16 циклона подводятся содержащие частицы газы, при этом из-за разных условий давления большинство частиц смещается вниз. Предварительно очищенные таким образом газы проходят в центральной трубе циклонного сепаратора 9 вверх в фильтровальную камеру 10, оснащенную свечевым фильтром, где они очищаются посредством фильтровальных свечей 17, входящих в состав свечевого фильтра. Очищенный таким образом газ проходит через находящийся в верхней части свечевого фильтра защитный фильтр 18, чтобы затем покинуть резервуар 8 аппарата по стрелке 12.

Когда фильтровальные свечи очищаются, например посредством возвращенного по трубопроводу 14а назад охлаждающего газа, приставшая к фильтру пыль падает на наклоненное вниз разделительное дно 19 между циклоном 9 и фильтровальной камерой 10, при этом центральная труба 20 циклона в области дна 19 имеет вставку, которая показана на фиг. 3 в несколько увеличенном виде.

Лучеобразно расположенные трубы 24 отвода тонкой пыли ведут от дна 19 в центральную отводную трубу 21, которая проходит через циклон и заканчивается внизу в узле 22 выгрузки пыли, в котором через соответствующие шлюзы пыль подводится к сборнику 23 пыли.

Конечно, описанные примеры осуществления изобретения могут быть изменены во многих отношениях без отклонения от основной идеи, так на фиг. 2-3 показаны лишь существенно упрощенно соответствующие аппараты с резервуаром 8, которые существенно для изобретения выполнены в виде комбинированного сепаратора.

1. Установка для сепарирования кислых компонентов, пыли и смолы из горячих газов установок газификации, содержащая резервуар (8), в котором находятся циклонный сепаратор (9) и расположенная над ним в направлении силы тяжести фильтровальная камера (10), которая оснащена фильтровальными свечами (17) и в которую выведена центральная труба (20) циклонного сепаратора (9), отличающаяся тем, что между циклонным сепаратором (9) и фильтровальной камерой расположена разделительная стенка (19), выполненная в виде воронкообразного дна, через которое проходит центральная труба (20) циклонного сепаратора (9), причем в центральной трубе (20) расположена меньшая по диаметру спускная труба (21) для отвода тонкой пыли, снабженная подводящими элементами (24) для перемещения тонкой пыли с воронкообразного дна (19) в спускную трубу (21) и подведенная к сборнику (23) пыли посредством снабженного шлюзами узла (22) выгрузки пыли.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подводящие элементы (24) выполнены в виде патрубков, лучеобразно расположенных между верхней зоной спускной трубы (21) и центральной трубой (20) в нижней точке воронкообразного дна (19).

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что фильтровальные свечи (17) снабжены каталитическим покрытием и/или каталитическим наполнителем.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что каждая фильтровальная свеча (17) снабжена каталитически активным защитным фильтром (26).