PL164181B1 - Sposób wytwarzania wodorozasobnego gazu PL - Google Patents

Sposób wytwarzania wodorozasobnego gazu PL

Info

Publication number
PL164181B1
PL164181B1 PL90286271A PL28627190A PL164181B1 PL 164181 B1 PL164181 B1 PL 164181B1 PL 90286271 A PL90286271 A PL 90286271A PL 28627190 A PL28627190 A PL 28627190A PL 164181 B1 PL164181 B1 PL 164181B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
gas
partial
stream
temperature
conversion
Prior art date
Application number
PL90286271A
Other languages
English (en)
Other versions
PL286271A1 (en
Inventor
Rolf Wetzel
Bernhard Firnhaber
Original Assignee
Krupp Koppers Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krupp Koppers Gmbh filed Critical Krupp Koppers Gmbh
Publication of PL286271A1 publication Critical patent/PL286271A1/xx
Publication of PL164181B1 publication Critical patent/PL164181B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466Entrained flow processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/86Other features combined with waste-heat boilers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002Removal of contaminants
    • C10K1/003Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/004Sulfur containing contaminants, e.g. hydrogen sulfide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002Removal of contaminants
    • C10K1/003Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/005Carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02Dust removal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/047Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0475Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0485Composition of the impurity the impurity being a sulfur compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1846Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

1 . Sposób wytwarzania wodorozasobnego gazu o zawartosci wodoru co najmniej 89% objetosci, na drodze zgazowanla paliw o postaci od drobnoziarnistej do pylowej w temperaturze powyzej temperatury to- pnienia zuzla, przy czym wytworzony surowy gaz z czesciowego utlenienia chlodzi sie posrednio wobec wy- tworzenia pary w kotle-utylizatorze wlaczonym za zga- zowywaczem i nastepnie poddaje sie odpylaniu, katalitycznej konwersji -CO oraz odsiarczaniu i usuwa- niu -CO 2 , znamienny tym , ze surowy gaz z czesciowego utleniania dalej chlodzi s ie za kotlem-utylizatorem przez dodanie skonwertowanego gazu obiegowego, wytworzo- na mieszanine gazowa poddaje sie odpylaniu na sucho, odpylona mieszanine gazowa, wspólstosujac skropliny otrzymane podczas chlodzenia czastkowego strumienia produktu gazowego, nasyca sie para wodna i przemywa w temperaturze rosy tego gazu. oczyszczona mieszanine gazowa, po podgrzaniu do temperatury zapoczatkowa- nia reakcji konwersji i ewentualnie po domieszaniu dalszej ilosci pary wodnej w celu nastawienia potrzebno go dla tej konwersji stosunku pary wodnej do tlenku wegla, poddaje sie konwersji -CO w obecnosci kataliza- tora odpornego na siarke, ubogi w CO gaz opuszczajacy reaktor konwersji chlodzi sie PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wsdssszetobsugo gazu o zawartości wodoru co sajmsduj 85% objętościowych, na drodze zgezswande paliw o postaci od drobnoziarnistej do pyłowej w temperaturze powyżej temperatury topnienia żużla, przy czym wytworzony surowy gaz z częś164 181 ciowego utlenienia chłodzi się pośrednio wobec wytworzenia pary w kotle-utylizatorze włączonym za zgazowywaczem i następnie poddaje odpylaniu, katalitycznej konwersji-CO oraz odsiarczaniu i usuwaniu-COj.
Surowy gaz z częściowego utlenienia, otrzymany podczas zgazowania paliw o postaci od drobnoziarnistej do pyłowej, wykazuje zależnie od składu zastosowanego paliwa oraz od reakcyjnych warunków zgazowania stosunek tlenku węgle do wodoru, który może mieścić się w zakresie od 1:1 do 2,7:1. Dla wytworzenia wodorozasobnego gazu, który przykładowo ma być stosowany do syntezy amoniaku lub do uwodorniania związków organicznych, jest jednak potrzebne obniżenie stosunku tlenku węgla do wodoru do wartości poniżaj 0,1. Dla osiągnięcia tych wartości przekształca się przeto nadmiar CO w wodór drogę reakcji konwersji-CO
CO + H20 - H+ c C02.
Dla wytwarzania oddorozasonnego gzuu sę zatem znana sposoby typu omówionego we wstępie. Jeśli katalizator stosowany w reakcji konwersji jest przy tym nie odporny na siarkę, to odsiarczanie tego gazu podejmuje się raczej również przed a nie po konwersji. Ola samej konwersji Jest konieczne, aby poddawany reakcji gaz był przed wlotem do reaktora konwersji naładowany parę wodną a po konwersji ponownie uwolniony od nadmiaru pary. Oo tego celu znane są po pierwsze tak zwane układy nawilżacz-osuszacz. W przypadku stosowania odpornych na siarkę katalizatorów konwersji może jednak załadowanie parę wodną surowego gazu z częściowego utleniania następować też w ten sposób, że wtryskuje się ją bezpośrednio do gorącego gazu przed odpylaniem, a po konwersji ponownie wykrapla się nadmiar pary z tego gazu. Zawrócenie skroplin do tego gorącego surowego gazu z utleniania częściowego jest przy tym jednak tylko ograniczenie możliwe, ggyż tee yaa powinien być oppyaany aa accea. ^zaleenieβ od αasdsrwzaeej nβdopy aawilżania 1 osuszania tego gazu oOoΓOoaZoo ssi w każdym przypadku ze skroplinaml nadmiaru pary wodnej poważne ilości ciepła w zakresie niskiej temperatury. Równocześnie intensywna wymiana ciepła wymaga dla ogrzania tego gazu i dla skroplenia nadmiaru pary poważnych nakładów aparaturowych.
Celem wynalazku jest zatem udoskonalenie na tyle sposobu typu omówionego we wstępie, żeby uniknąć omówionych niedogodności energetycznych i aparaturowych. Przy tym równocześnie powinna zostać wyraźnie polepszona sprawność całkowita otrzymywania wodoru z paliw o postaci od drobnoziarnistej do pyłowej i powinna zostać upraszczana budowa całej instalacji.
Osiąga się tan cel za pomocą sposobu, który polega według wynalazku na tym, że a/ surowy gaz z częściowege utlenienia dalej chłodzi się za kdtłnm-utżlizatorem przez dodanie akonwnrtdwanego gazu obiegowego, b/ wytworzoną mieszaninę gazową poddaje się odpylaniu na sucho, c/ odpyloną mieszaninę gazową, współstosując skropliny otrzymane podczas chłodzenia cząstkowego strumienia produktu gazowego, nasyca się parę wodną i przemywa w temperaturze rosy tego gazu, d/ oczyszczoną mieszaninę gazową, po podgrzaniu do temperatury zapoczątkowania reakcji konwersji i ewentualnie po Odmieazαaiu dalszej ilości pary wodnej w celu nastawienia potrzebnego dla tej konwersji stosunku pary wodnej do tlenku węgla, poddaje się konwersji-CO w obecności katalizatora odpornego na siarkę, e/ ubogi w CO gaz opuszczający reaktor konwersji chłodzi się aż do bliskości jego temperatury rosy pary wodnej i po tym rozdziela na cząstkowy strumień gazu obiegowego i cząstkowy strumień produktu gazowego, f/ ten cząstkowy strumień gazu obiegowego po odpowiednim sprężeniu Orminszywuje się w etapie a/ do surowego gazu z częściowego utleniania i g/ cząstkowy strumień produktu gazowego poddaje się chłodzeniu w celu skroplenia pary wodnej, odsiarczaniu i usuwaniu-COj oraz obróbce gazu dopasowanej do celu dalszego stosowania.
Przy tym do surowego gazu z częściowego utlenienia, który uprzednio w kotle-utyliza^^e został ochłodzony do temperatury 600-1450°, korzystnie 800-1200‘C, Odmnnaoywuje się skonwer^wany gaz obiegowy, dzięki czemu temperatura wytworzonej mieszaniny gazowej obniża się do wartości 200-800‘C, korzystnie do wartości 300-450‘C. W tej temperaturze minaozaiaę gazową poddaje się odpylaniu na sucho. Zaraz po tym e0pylras mieszaninę gazową, współatrsując skropliny otrzymane podczas chłodzenia cząstkowego strumienia produktu gazowego, nasyca się parą wodną i przemywa w temperaturze rosy, by usunąć pył resztkowy i inne zanieczyszczenia, takie jak np. chlorowce i amoniak. Następnie oczyszczoną mieszaninę gazową podgrzewa się do temperatury zapoczątkowania reakcji konwersji i, o ile jest to jeszcze konieczne dla nastawienia stosunku
164 181 pary wodnej do tlenku węgla, zadaje się dalszą ilością pary wodnej. Następującą po tyra konwersję-CO przeprowadza się w obecności odpornych na siarkę katalizatorów, przy czym konwersji ulega 60-95%, korzystnie 80-95%, doprowadzonego CO. Gaz, opuszczający reaktor konwersji, chłodzi się ał do bliskości jego temperatury rosy pary wodnej i po tym rozdziela na cząstkowy strumień produktu gazowego i cząstkowy strumień gazu obiegowego. Stosunek rozdzielania x cząstkowego strumienia gazu obiegowego Vk do cząstkowego strumienia produktu gazowego V„ powinien przy tym κ p mieścić się w zakresie 0,5-4, korzystnie 1-2. Skonwertowany gaz, który poddaje się rozdzielaniu, wykazuje przy tym stosunek molowy tlenek węgla/wodór
który jest zależny od stosunku molowego r tlenek węgla/wodór w surowym gazie z częściowego utlenienia, od stosunku rozdzielania x oraz od stopnia przemiany μ. Obowiązuje przy tym zależność:
_1 - P_ 3 ’ /1 ♦ μ · x/ · /1 * |/ - /1 - μ/ ’ która uwzględnia, że suma objętości tlenku węgla i wodoru w surowym gazie z częściowego utlenienia równa jest odpowiadającej sumie objętości w cząstkowym strumieniu produktu gazowego, przy czym jednak składniki sumy są różne.
Po tym rozdzieleniu cząstkowy strumień gazu obiegowego doprowadza się do sprężarki, w której spręża się go co najmniej do ciśnienia panującego w strefie zraszania. Po tym sprężony gaz ponownie dodaje się do surowego gazu z częściowego utleniania w pierwszym etapie sposobu /etap a/.
Cząstkowy strumień produktu gazowego poddaje się w tym czasie dalszemu pośredniemu i/lub bezpośredniemu chłodzeniu w celu skroplenia pary wodnej. Otrzymane przy tym skropliny, tak jak to szczegółowo omówiono wyżej, dodaje się do mieszaniny gazowej po odpylaniu na sucho. Ten ochłodzony produkt gazowy doprowadza się wówczas do odsiarczenia i usuwania-CO2 /przemywanie gazu kwaśnego/ i po tym jest on do dyspozycji dla swej dalszej przeróbki.
Dalsze szczegóły sposobu według wynalazku wyłaniają się z zastrzeżeń zależnych i będą następnie objaśnione na podstawie fig. przedstawionej na rysunku, uwidoczniającej synoptyczny schemat procesu technologicznego. W tym synoptycznym schemacie procesu technologicznego są tylko uwidocznione elementy instalacji, bezwarunkowo konieczne dla objaśniania sposobu, natomiast wszelkie urządzenia poboczne, takie jak np. dodatkowe wymienniki ciepła, pompy, zawory oraz nieważne tu strumienie substancji nie są przedstawione. Nadto w synoptycznym schemacie procesu technologicznego nie wchodzi się bliżej w szczegóły poprzednio włączonego urządzenia do zgazowywania oraz dalej dołączonej reakcji wytworzonego gazu wodorozasobnego, gdyż te etapy postępowania nie są przedmiotem wynalazku. Można jednak wychodzić z tego, że te etapy postępowania oraz wszystkie etapy sposobu według wynalazku mogą być realizowane za pomocą znanych sobie elementów instalacji i zespołów urządzeń.
W sposobie przedstawionym w synoptycznym schemacie procesu technologicznego wprowadza się stosowane paliwo przewodem przesyłowym i do zgazowywacza 2, w którym następuje zgazowanie /częściowe utlenienie/ tego paliwa w zwykłych dla tego celu warunkach reakcyjnych bądź wobec stosowania znanych dla tego celu konstrukcji zgazowywacza. Korzystnie jako zgazowywacz 2 można stosować zgazowywacz strumienia lotnego, w którym zgazowywanie wprowadzonego paliwa przeprowadza się pod ciśnieniem większym od 2 MPa w temperaturze 1300-2000°. Wytworzony surowy gaz z częściowego utlenienia opuszcza zgazowywacz przewodem 3 i udaja się do kotła-utylizatora 4, który w praktyce raczej może być razem ze zgazowywaczem 2 zespolony w Jednej Jednostce konstrukcyjnej. W kotla-utylizatorza 4 surowy gaz z częściowego utlenienia chłodzi się do temperatury 600-1450°, korzystnie do temperatury 800-1200’C. Otrzymaną przy tym parę z ciepłem odpadowym odbiera się przewodem 5 i można ją prowadzić do dalszego stosowania. Z kotła-utylizatora 4 ten gaz o odpowiedniej temperaturze udaje się przewodem 6 do strefy zraszania 7. Tamże surowy gaz z częściowego utlenienia miesza się ze skonwertowanym, doprowadzonym przez przewód 8 gazem obiegowym i równocześnie przy tym chłodzi. Otrzymana z tego w wyniku mieszanina gazowa powinna wykazywać temperaturę 200-800°, korzystnie 300-450°. W tej temperaturze mieszaninę gazową
16* 181 przewodem 9 doprowadza się do odpylania na sucho 10 i dzięki temu w daleko idącej mierze uwalnia od współprowadzonych pyłów lotnych. Za odpylaniem na sucho 10 wychodzący przewodem 11 strumień gazu wprowadza się do nasycalnika 12 i tamże doprowadza do zetknięcia za skroplinami, które pochodzą z chłodzenia cząstkowego strumienia produktu gazowego i które przewodem 13 doprowadza się do nasycalnika 12. Dzięki temu gaz ten nasyca się parą wodną i następnie przewodem 14 doprowadza do przemywania mokrego 15, w którym przemywa się go w temperaturze punktu rosy. Przewodem 16 gaz ten udaje się wówczas do wymiennika ciepła 17, w którym w pośredniej wymianie ciepła z już skonwertowanym gazem ogrzewa się go do temperatury zapoczątkowania reakcji konwersji, która zwykle mieści się w zakresie powyżej 270°. Ten odpowiednio ogrzany gaz przewodem 10 wprowadza się do nasycalnika 19, w którym do niego dodaje się jeszcze niezbędną dla konwersji parę wodną. Może przy tym chodzić o parę z kotła-utylizatora 4, przy czym cząstkowy strumień tej pary odgałęzia się z przewodu 5 i przewodem 20 wprowadza do nasycalnika 19. Nasycony gaz udaje się przewodem 21 do reaktora konwersji 22, w którym konwersją-CO przeprowadza się jedno- lub dwustopniowo w obecności katalizatorów odpornych na siarkę. Chodzi przy tym o znane dla tych celów, rozpowszechniono w handlu katalizatory, zawierająca przykładowo kobalt/molibden jako składniki aktywne. Skonwertowany gaz ściąga się przewodem 23 z reaktora konwersji 22 i w wymienniku ciepła 17 oraz w chłodnicy ostatecznej 24 chłodzi aż do bliskości jego punktu rosy pary wodnej. Układ rur chłodniczych 25 ostatecznej 24 można przy tym wykorzystać do wstępnego podgrzania wody zasilającej kocioł-utylizator 4. Za chłodnicą ostateczną 24 następuje rozdzielenie odebranego przewodem 26, skonwertowanego gazu na cząstkowy strumień gazu obiegowego V(< i cząstkowy strumień produktu gazowego Vp, przy czym stosunek rozdzielania powinien mieścić się w zakresie 0,5-4, korzystnie 1-2.
Strumień cząstkowy produktu gazowego Vp ściąga się przy tym przewodem 27, który jest odgałęzieniem przewodu 26 i wprowadza do chłodnicy 28, w której chłodzi się go bezpośrednio lub pośrednio w celu skroplenia pary wodnej. Otrzymana przy tym skropliny ściąga się przewodem 13 do nasycalnika 12. Po przejściu chłodnicy 28 cząstkowy strumień produktu gazowego wprowadza się przewodem 29 do przemywania gazu kwaśnego 30. To przemywanie przeprowadza się zwykle z zastosowaniem odpowiednich do tego, chemicznie i/lub fizycznie oddziaływujących roztworów płuczących. Przy tym obok związków siarki z gazu tego usuwa się również CO? oraz inne składniki kwaśne. Dla odsiarczenia tego gazu można ewentualnie stosować też inne sposoby, takie Jak np. odsiarczanie na sucho. Po przemyciu gazu kwaśnego 30 wytworzony tak, wodorozasobny gaz jest do dyspozycji dla dalszej przeróbki, do której doprowadza się go przewodem 21.
W tym czasie cząstkowy strumień gazu obiegowego Vk wprowadza się przewodem 26 do sprężarki 32, w której spręża się go przynajmniej do ciśnienia panującego w strefie zraszania 7. Po tym następuje przewodem 8 Jego ponowne wprowadzenie do strefy zraszania 7.
Według nie przedstawionego na synoptycznym schemacie wariantu sposobu według wynalazku można z obiegu wody płuczącej przemywania mokrego 15 odbierać cząstkowy 3trumień obciążonej wody płuczącej i uwalniać go od współprowadzonych substancji stałych i soli. Następnie tę oczyszczoną wodę płuczącą wprowadza się do nasycalnika 12 i tamże współstosuje do nasycania parą wodną strumienia mieszaniny gazowej. Na tej drodze udaje się takie prowadzenie sposobu, że nie otrzymuje się żadnych ścieków.
Sposób według wynalazku można odpowiednio do termodynamicznych warunków brzegowych i do rozplanowania konwersji-CO przeprowadzać z technicznie sensownym stopniem przemiany-CO μ, tj. z przemianą tlenku węgla wyraźnie poniżej 100%. Niższe stopnie przemiany tlenku węgla warunkują podwyższenie stosunku rozdzielania gazu obiegowego do produktu gazowego. Zakres stopnia przemiany tlenku węgla, uwzględniając ekonomiczna warunki ramowe, wyznaczane np. przez koszty aparatów i maszyn oraz koszty energii, jest na poziomie 60-95% szczególnie odpowiedni. Warunki eksploatacji, takie jak zmiany jakości paliwa, zmiana ładunku, ładunek częściowy i inne czynniki, mogą wywierać wpływ na skład gazu. Ciągłe analityczne czuwanie nad molowym stosunkiem CO/H2 w cząstkowym strumieniu produktu gazowego pozwala w tego rodzaju przypadkach na szybką korektę składu produktu gazowego przez zabiegi regulacyjne względem stosunku rozdzielania gazu obiegowego do produktu gazowego.
164 181
Dalsza możliwość regulacyjna polega na tym, że część gazu obiegowego, a mianowicie 0,3-0,6 Nn5 na 1 kg węgla bezwodnego, zawraca się do palnika zgazowywacza 2 i tam zamiast pary wodnej wykorzystuje się do modernizacji temperatury w zgazowywaczu 2. Przy tym gaz obiegowy wprowadza się przez środkową lancę do palnika, przy czym lanca ta jest otoczona dwiema przestrzeniami pierścieniowymi. Wewnętrzną przestrzenią pierścieniową doprowadza się przy tym pył węglowy, a zewnętrzną przestrzenią pierścieniową tlen do zgazowywania. Wraz Z częściowym zawróceniem gazu obiegowego do palnika należy odpowiednio do przez to doprowadzonej ilości dwutlenku węgla i pary wodnej zmniejszyć na tyle ilość tlenu, żeby wynik zgazowywanla nie doznał uszczerbku.
Na zakończenie demonstruje się skuteczność sposobu według wynalazku na podstawie przykładu wykonania. Przy tym węgiel kamienny, który w bezwodnym stanie ma następujący skład:
C 76,6% objętościowych
H 5,0% objętościowych
O 8,8% objętościowych
N 1,3% objętościowych
S 0,8% objętościowych popiół 7,,¾ objętościowych
Cl 0,17% objętościowych /zawarte w popiele/;
zgazowywano pod ciśnieniem 3 MPa za pomocą tlenu bez dodatku pary wodnej w zgazowywaczu strumienia lotnego z zasilaniem suchym pyłem węglowym /środek przenoszący - azot/. Wynikowy gaz surowy z częściowego utleniania w ilości 2,07 Nm3/kg węgla miał na wejściu do strefy zraszania w temperaturze 1100*C ten skład:
CO 677,% oWjętoWciowych
h2 25,6% objętościowych
CO. 0,3% □objętoś^ow^
N2 4,,71 □ objętościowi
H2S 0 ,2%
HCl 0,05% oWjętoWciowych
H2O 0^% objętościowych
W omawianym przykładzie przy stopniu przemiany μ » 0,8 i stosunku rozdzielania x = 1,5 do surowego gazu z częściowego utlenienia dodawano w strefie zraszania w ilości 6,63 Ni»3 skonwertowany gaz obiegowy o składzie:
CO
N
HCl h2 O
H2S
CO 2,,% objętościowych
H2 411,% objętościowych
22.. 0 objętościowych
2,,2 objętościowych 001% objętościowych 0^0 objętościowych
22.. 5 objętościowych Wynikowa mieszanina gazowa ma skład:
CO H2
CO.
H2S
HCl
H?O
18,,3 objętościowych 37,8% objętościowych 222,5 objętościowych 22,8 objętościowych 0,15% objjtościowych 0,01% objjtoWśiowych objętościowych.
Tę mieszaninę gazową odpylano na sucho w temperaturze 100’C i następnie nasycano w nasycalniku 12. W tym celu wprowadzano do nasycali: 12 przewodem 13 skropliny oraz dodatkowo wodę płuczącą, oczyszczoną z przemywania mikrego 15 w ilości łącznie 0,9 litra na 1 kg węgla bezwodnego, przy czym zaraz po tym gaz ten w wymienniku ciepła 17 ogrzewano do temperatury około 300C, w której następowała konwersja-CO. Bezpośrednio po tyra następowało ochłodzenie skonwertowanego gazu w wymienniku ciepła 17 o w chłodnicy ostatecznej 21 do temperatury około 160-170*0 Z zachowaniem już wyżej omówionego stosunku rozdzielania x 1,5 rozdzielano skonwertowany gaz w tej temperaturze na cząstkowy strumień gazu obiegowego i cząstkowy strumień produktu gazowego,
164 181 przy czyn ten cząstkowy strumień gazu obiegowego ponownie w sprężarce 32 sprężano do ciśnienia panującego w strefie zraszania i po tym zawracano do strefy zraszania. Cząstkowy strumień produktu gazowego w chłodnicy 28 i w płuczce gazu kwaśnego 30 odpowiednio poddawano dalszej obróbce i po tym ten gaz o stosunku molowym CO/H2 rg = 0,07 odprowadzano do jego dalszego stosowania. Ola syntezy amoniaku należy przy tym z tego gazu tę resztkową zawartość tlenku węgla usunąć na drodze znanych zabiegów, takich jak np. przemywanie ciekłym azotem, zanim gaz ten będzie można wprowadzić do reaktora syntezy.
Poprzednio podany przykład ukazuje możliwość sposobu według wynalazku. W przypadku odpowiedniego doboru stosunku rozdzielania x można w strefie zraszania odpowiednio do rozplanowani i zdolności wytwórczej kotła-utylizatora wybrać swobodnie w szerokim zakresie temperaturę surowego gazu z częściowego utleniania.
164 181
Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.
Cena 10 000 zł

Claims (7)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania wodorozasobnego gazu o zawartości wodoru co najmniej 85% objętościowych, na drodze zgazowania paliw o postaci od drobnoziarnistej do pyłowej w temperaturze powyżej temperatury topnienia żużla, przy czym wytworzony surowy gaz z częściowego utlenienia chłodzi się pośrednio wobec wytworzenia pary w kotle-utylizatorze włączonym za zgazowywaczem i następnie poddaje odpylaniu, katalitycznej konwersji-CO oraz odsiarczaniu i usuwaniu-CO?, znamienny tym, że surowy gaz z częściowego utlenienia dalej chłodzi się za kotłemutylizatorem przez dodanie skonwertowanego gazu obiegowego, wytworzoną mieszaninę gazową poddaje się odpylaniu na sucho, odpyloną mieszaniną gazową, współstosując skropliny otrzymane podczas chłodzenia cząstkowego strumienia produktu gazowego,- nasyca się parą wodną 1 przemywa w temperaturze rosy tego gazu, oczyszczoną mieszaniną gazową, po podgrzaniu do temperaturyzapoczątkowania reakcji konwersji i ewentualnie po domieszaniu dalszej ilości pary wodnej w celu nastawienia potrzebnego dla tej konwersji stosunku pary wodnej do tlenku węgla, poddaje się konwersji-CO w obecności katalizatora odpornego na siarkę, ubogi w CO gaz opuszczający reaktor konwersji chłodzi się aż do bliskości jego temperatury rosy pary wodnej i po tym rozdziela na cząstkowy strumień gazu obiegowego i cząstkowy strumień produktu gazowego, ten cząstkowy strumień gazu obiegowego po odpowiednim sprężeniu domieszywuje się do surowego gazu z częściowego utlenienia i cząstkowy strumień produktu gazowego poddaje się chłodzeniu w celu skroplenia pary wodnej, odsiarczaniu i usuwaniu-CO? oraz obróbce gazu dopasowanej do celu dalszego stosowania).
  2. 2. Ssosóó według zastrz. 1 - znamienn y tym, le stusukik zozdzlelan1a x cząstkowego strumienia gazu obiegowego do cząstkowego strumienia produktu gazowego mieści tię w zakresie 0,5-4, korzystnie 1-2.
  3. 3. Ssosóó według zastrz. 1, znamlenn y tym, 1e sorymy z-z z częśolewogo utlenienia wprowadza tię do strefy zraszania w temperaturze 600-1450*C, korzystnie w temperaturze 800-1200°, i tamże miesza tię ze tkonwertowanym gazem obiegowym, przy czym temperatura wytworzonej mieszaniny gazowej obniża tię do wartości 20^^8(^0C, korzystnie 300-450°.
  4. 4. Ssosóó według zasti?^. 1, znadienn y tym, 1 e podct1 s Soesójd1l oczyxzozunθJ mieszaniny gazowej ulega konwersji 60-95%, korzystnie 80-95%, doprowadzonego tlenku węgla.
  5. 5. Ssosóó według zaótrz. 1, snamlenn y tym, 1e m π^Γ01Ρ puaymande1a eiza-asdsy gazowej cząstkowy strumień obciążonej wody płuczącej odprowadza się, oczyszcza i po tym wprowadza do poprzednio włączonego sattxelsika.
  6. 6. Ssosóó według zastrz. 1, znadlenn y y y rn, 1 β οιο^1Υ stosek1k C0/1 ? w kowym strumieniu produktu gazowego nieprzerwanie kontroluje tię analitycznie i w przypadku uwarunkowanych eksploatacją zmian settelie się na żądaną wartość drogą zadesy stosunku rozdzielenie a.
  7. 7. Ssosóó według zattΓZ. 1, zaaraienn y tym, 1t stosekgS ΓozdulnZan 1a z ιΜβsia tię wskutek tego, iż cząstkowy strumień tego gazu obiegowego w ilości 0,2-1,0 Nm3/kg węgeal bezwodnego, korzystnie 0,3-0,6 Nm3/kg węgla bezwodnego, doprowadza tię do palnika, zgazowy^^c^^a poprzez środkową lancę i tamże zamiast pary wodnej wykorzystuje się do modernizacji temperatury podczas zgazowywania.
    • » »
PL90286271A 1989-08-02 1990-07-30 Sposób wytwarzania wodorozasobnego gazu PL PL164181B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3925564A DE3925564A1 (de) 1989-08-02 1989-08-02 Verfahren zur erzeugung eines wasserstoffreichen gases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL286271A1 PL286271A1 (en) 1991-12-02
PL164181B1 true PL164181B1 (pl) 1994-06-30

Family

ID=6386351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL90286271A PL164181B1 (pl) 1989-08-02 1990-07-30 Sposób wytwarzania wodorozasobnego gazu PL

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5066476A (pl)
CN (1) CN1025020C (pl)
DD (1) DD299169A5 (pl)
DE (1) DE3925564A1 (pl)
GB (1) GB2237286B (pl)
PL (1) PL164181B1 (pl)
TR (1) TR26119A (pl)
ZA (1) ZA904062B (pl)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69215345T2 (de) * 1991-12-30 1997-03-13 Texaco Development Corp Behandlung von Synthesegas
USH1325H (en) 1992-10-13 1994-07-05 Shell Oil Company One stage coal gasification process
US5319924A (en) * 1993-04-27 1994-06-14 Texaco Inc. Partial oxidation power system
CN1110447C (zh) * 1999-09-08 2003-06-04 中国石化集团齐鲁石油化工公司 一种采用流化床反应器的变换工艺
EP1382567B1 (en) * 2001-03-28 2014-09-24 Osaka Gas Co., Ltd. Carbon monoxide removal method
JP4688327B2 (ja) * 2001-03-28 2011-05-25 大阪瓦斯株式会社 一酸化炭素除去方法
GB0107885D0 (en) * 2001-03-29 2001-05-23 Univ Sheffield Steam processing
EP1407005A4 (en) * 2001-06-11 2006-05-31 Interleukin Genetics Inc INTEGRATIVE TESTING TECHNIQUES FOR CONTROLLING MOLECULAR ASSEMBLY EVENTS
CN101193817B (zh) * 2005-04-06 2012-01-11 卡伯特公司 生产氢气或合成气体的方法
JP5055285B2 (ja) * 2005-09-30 2012-10-24 タータ スチール リミテッド 鋼プラント廃棄物及び廃熱から水素及び(又は)他の気体を製造する方法
MX2007016201A (es) * 2006-04-28 2008-03-11 Tata Steel Ltd Montaje para la fabricacion de gas de hidrogeno por descomposicion termoquimica de agua utilizando la escoria de la planta de acero y materiales residuales.
DE102007027397B4 (de) * 2007-05-21 2013-07-04 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren zum Kühlen eines Wasserstoff und Wasserdampf enthaltenden Prozessgases aus einer Wasserstoffgewinnungsanlage
CN102337159B (zh) * 2011-08-30 2013-09-04 中国石油化工股份有限公司 一种饱和热水塔高水气比co变换工艺
KR102243789B1 (ko) 2016-10-18 2021-04-22 모에탈 엘엘씨 터빈 연료의 제조 방법
KR102243790B1 (ko) 2016-10-18 2021-04-22 모에탈 엘엘씨 경질 타이트 오일 및 고 황 연료 오일로부터의 연료 조성물
EP4039780A1 (en) 2016-10-18 2022-08-10 Mawetal LLC Method of reducing sulfur emissions wihtin a port
US12221586B2 (en) * 2022-10-26 2025-02-11 Aether Fuels Pte. Ltd. Enhanced gasification system and method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2338402A (en) * 1938-05-04 1944-01-04 Brandt Richard Method for the removal of carbonic oxide from gases
DE1094395B (de) * 1958-03-18 1960-12-08 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Erzeugung von kohlenoxydarmem Brenngas durch Druckvergasung fester Brennstoffe
DE1260666B (de) * 1959-06-09 1968-02-08 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Erzeugung von kohlenmonoxydarmem Fern-, Stadt- oder Synthesegas durch Druckvergasung und CO-Konvertierung des Rohgases
GB954986A (en) * 1959-10-16 1964-04-08 Metallgesellschaft Ag Method of producing town gas or synthesis gas of low co-content by the gasification at elevated pressure of solid fuels
GB1060604A (en) * 1963-04-10 1967-03-08 Metallgesellschaft Ag A method of gasifying solid fuels
DE2202165C3 (de) * 1972-01-18 1980-10-09 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Erzeugung eines Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Syn-
US4007018A (en) * 1975-12-22 1977-02-08 Texaco Inc. Production of clean synthesis or fuel gas
US4801440A (en) * 1987-03-02 1989-01-31 Texaco, Inc. Partial oxidation of sulfur-containing solid carbonaceous fuel
US4704137A (en) * 1987-02-09 1987-11-03 Texaco Inc. Process for upgrading water used in cooling and cleaning of raw synthesis gas
DE3816340A1 (de) * 1988-05-13 1989-11-23 Krupp Koppers Gmbh Verfahren und vorrichtung zum kuehlen eines heissen produktgases, das klebrige bzw. schmelzfluessige partikel enthaelt

Also Published As

Publication number Publication date
GB9013092D0 (en) 1990-08-01
GB2237286A (en) 1991-05-01
CN1049136A (zh) 1991-02-13
ZA904062B (en) 1991-03-27
US5066476A (en) 1991-11-19
DD299169A5 (de) 1992-04-02
TR26119A (tr) 1995-02-15
CN1025020C (zh) 1994-06-15
GB2237286B (en) 1992-12-23
DE3925564A1 (de) 1991-02-07
PL286271A1 (en) 1991-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL163306B1 (en) Method of obtaining a gas for use in synthesis of methyl alcohol
PL164181B1 (pl) Sposób wytwarzania wodorozasobnego gazu PL
JP3089233B2 (ja) 直接還元反応器のためのガス化方法および装置
CN102256894B (zh) 制造粗合成气的方法和装置
US7608129B2 (en) Method and apparatus for producing direct reduced iron
US8470059B2 (en) Process for producing a methane-rich gas
US4265868A (en) Production of carbon monoxide by the gasification of carbonaceous materials
US3853538A (en) Use of reducing gas by coal gasification for direct iron ore reduction
US4150953A (en) Coal gasification power plant and process
US6033456A (en) Integration of partial oxidation process and direct reduction reaction process
EP0283171B1 (en) Production of fuel gas
CA1117735A (en) Hydrogen
BRPI0720947A2 (pt) Método e instalação para a produção de energia elétrica em uma usina elétrica de turbina a gás/a vapor.
EP4263878B1 (en) Smart hydrogen production for dri making
TW200951229A (en) Method for the melting of pig iron with the recirculation of blast furnace gas and with the addition of hydrocarbons
CA3067060C (en) METHOD AND SYSTEM FOR PREVENTING AND/OR REDUCING THE AMOUNT OF SOOT
PL173974B1 (pl) Sposób wytwarzania energii
US11203791B2 (en) Method and apparatus for producing direct reduced iron utilizing a catalytical pretreatment of hydrocarbons as a source of reducing gas
ZA200300558B (en) Method and installation for the indirect reduction of particulate oxide-containing ores.
DE202011105262U1 (de) Anlage zur kohlendioxidarmen, vorzugsweise kohlendioxidfreien Erzeugung eines flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Energieträgers und/oder zur Direktreduktion von Metalloxiden
US4669270A (en) Power generating station with a high-temperature reactor and a plant for manufacturing chemical raw materials
RU2130079C1 (ru) Способ исключения коррозии металла (metal dusting) при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала (варианты)
US9254469B2 (en) Treatment of synthesis gases from a gasification facility
JP4043235B2 (ja) 水素、一酸化炭素および二酸化炭素から加圧下にメタノールを合成する方法および装置
JPH059140A (ja) 銑鉄・メタノール製造プラント