PL227820B1 - Sposób chłodzenia i oczyszczania syngazu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób chłodzenia i oczyszczania syngazu, stanowiącego gazowy produkt procesu zgazowania paliwa stałego o dużej zawartości węgla, zwłaszcza odpadów organicznych.

Znane są rozwiązania dotyczące przeprowadzania procesu toryfikacji z bezprzeponowym czynnikiem grzewczym, stanowiącym gaz inertny bez lub z bardzo małą zawartością tlenu, przy czym gaz grzewczy stanowią najczęściej spaliny.

Znane są także sposoby zagospodarowania gazu wydzielonego z biomasy podczas procesu toryfikacji, które skupiają się na ich spaleniu i wykorzystaniu energii bądź w procesie suszenia biomasy przed taryfikacją bądź bezpośrednio w procesie toryfikacji.

Niektóre ze znanych rozwiązań wykorzystują proces taryfikacji jako wstępną obróbkę biomasy przed jej zgazowaniem.

Znany jest na przykład z opisu zgłoszenia polskiego wynalazku - numer zgłoszenia P-392265 sposób toryfikacji biomasy i urządzenie do toryfikacji biomasy, polegający na osuszaniu i toryfikacji biomasy, które odbywa się równocześnie w dwóch różnych zamkniętych współśrodkowych komorach, gdzie do komory wewnętrznej, na jej ruszt, podaje się wilgotną biomasę i suszy się ją wirującymi gorącymi spalinami, które wzbogacone o parę wodną z biomasy odprowadza się ciągle z komory, natomiast osuszoną biomasę przemieszcza się przez otwór w jej ścianie bocznej do komory zewnętrznej i zamyka się ten otwór, po czym podaje się następną porcję biomasy do komory wewnętrznej i następuje równoczesne suszenie tej porcji świeżej biomasy i taryfikacja osuszonej uprzednio podanej biomasy w komorze zewnętrznej wirującymi gorącymi spalinami, które po schłodzeniu i wzbogaceniu o część palnych części lotnych odprowadza się z tej komory, a gotowy toryfikat odprowadza się na zewnątrz tej komory.

Znane dotychczas sposoby nie stanowią procesu zgazowania jednego medium i procesu toryfikacji innego medium, związanych ze sobą strumieniami gazowymi, dzięki czemu można osiągnąć istotną poprawę efektywności energetycznej każdego z nich.

W znanych dotychczas rozwiązaniach, syngaz, stanowiący gazowy produkt procesu zgazowania jednego medium, nie był wykorzystywany w procesie toryfikacji ani tego samego medium, ani innego medium.

Według wynalazku, sposób chłodzenia i oczyszczania syngazu, charakteryzuje się tym, że syngaz, opuszczający proces zgazowania w temperaturze powyżej 500°C, przed skierowaniem, jako czynnik grzewczy, do bezprzeponowego procesu toryfikacji biomasy lignocelulozowej, którą wstępnie poddaje się rozdrabnianiu i osuszaniu do wilgotności poniżej 20%, miesza się, do uzyskania temperatury mieszaniny od 200°C do 320°C, z częścią gazu, który w procesie toryfikacji wzbogaca się o gazy wydzielone z biomasy lignocelulozowej i ochładza do temperatury poniżej 69°C oraz oczyszcza się z pyłów i smółek, a po procesie toryfikacji odwadnia się i ochładza do temperatury poniżej 39°C oraz oczyszcza się z pyłów, smółek i gazów kwaśnych.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku, część gazu, pozostałą po zmieszaniu z syngazem, odwadnia się głębiej i ochładza do temperatury poniżej 20°C, odemgla się oraz podgrzewa do przekroczenia temperatury punktu rosy o co najmniej 5 K, po czym doczyszcza się na sorbencie.

Ponadto korzystnie, w sposobie według wynalazku, część lub całość stałego produktu toryfikacji dodaje się do paliwa dla procesu zgazowania, do uzyskania wilgotności mieszaniny poniżej 20%, natomiast biomasę lignocelulozową dla procesu toryfikacji korzystnie poddaje się wstępnie osuszaniu do wilgotności poniżej 15%.

Kolejną korzystną cechą sposobu według wynalazku jest to, że syngazem ogrzewa się czynnik zgazowujący.

Korzystnie także, w sposobie według wynalazku, gazy w procesie toryfikacji ochładza do temperatury poniżej 60°C, a gazy po procesie toryfikacji ochładza się do temperatury poniżej 30°C.

Zaletami sposobu według wynalazku jest uzyskanie ochłodzonego i oczyszczonego syngazu, który spełnia warunki paliwa do pieców lub kotłów gazowych dla wytwarzania wody grzewczej lub pary wodnej, a po głębszym odwodnieniu i ochłodzeniu do temperatury poniżej 20°C, odemgleniu oraz podgrzaniu, do przekroczenia temperatury punktu rosy o co najmniej 5 K i doczyszczeniu na sorbencie, syngaz znajduje zastosowanie do silników gazowych używanych przy wytwarzaniu energii elektrycznej.

PL 227 820 B1

Dodatkową zaletą sposobu według wynalazku jest także to, ze paliwo dla procesu zgazowania i biomasa lignocelulozowa dla procesu toryfikacji stanowią ten sam surowiec.

Ponadto sposób według wynalazku zapewnia wykorzystanie energii z chłodzenia syngazu do całkowitego przeprowadzenia procesu toryfikacji.

Sposób według wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d.

Słomę rzepakową poddaje się procesowi zgazowania przy pomocy powietrza we współprądowej zgazowarce, którą syngaz opuszcza w temperaturze 580°C. Równolegle zrębki drzewne, wstępnie rozdrobnione i osuszone do wilgotności 18%, poddaje się procesowi taryfikacji w przeciwprądowym toryfikatorze, stosując jako czynnik grzewczy syngaz, który miesza się, do uzyskania temperatury mieszaniny 245°C z częścią gazu, który najpierw w toryfikatorze wzbogaca się o gazy wydzielone ze zrębek drzewnych i chłodzi do temperatury 62°C oraz odpyla się i oczyszcza się ze smółek, a następnie, w skruberze, zraszanym 1% roztworem wodnym CaO w temperaturze 33°C, chłodzi się do temperatury 33°C, odpyla się, oczyszcza się ze smółek i gazów kwaśnych, głównie CO2. Pozostałą część gazu używa się jako paliwo gazowe do podgrzewania wody. Stały produkt z toryfikatora, po wystudzeniu, używa się jako substytutu miału węglowego.

Claims (7)

1. Sposób chłodzenia i oczyszczania syngazu, stanowiącego gazowy produkt procesu zgazowania paliwa stałego o dużej zawartości węgla, zwłaszcza odpadów organicznych, realizowanego przy pomocy czynnika zgazowującego zawierającego w swoim składzie tlen, znamienny tym, że syngaz, opuszczający proces zgazowania w temperaturze powyżej 500°C, przed skierowaniem, jako czynnik grzewczy, do bezprzeponowego procesu toryfikacji biomasy lignocelulozowej, którą wstępnie poddaje się rozdrabnianiu i osuszaniu do wilgotności poniżej 20%, miesza się, do uzyskania temperatury mieszaniny od 200°C do 320°C, z częścią gazu, który w procesie toryfikacji wzbogaca się o gazy wydzielone z biomasy lignocelulozowej i ochładza do temperatury poniżej 69°C oraz oczyszcza się z pyłów i smółek, a po procesie toryfikacji odwadnia się i ochładza do temperatury poniżej 39°C oraz oczyszcza się z pyłów, smółek i gazów kwaśnych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część gazu, pozostałą po zmieszaniu z syngazem, odwadnia się głębiej i ochładza do temperatury poniżej 20°C, odemgla się oraz podgrzewa się do przekroczenia temperatury punktu rosy o co najmniej 5 K, po czym doczyszcza się na sorbencie.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część lub całość stałego produktu toryfikacji dodaje się do paliwa dla procesu zgazowania, do uzyskania wilgotności mieszaniny poniżej 20%.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że biomasę lignocelulozową dla procesu toryfikacji poddaje się wstępnie osuszaniu do wilgotności poniżej 15%.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że syngazem ogrzewa się czynnik zgazowujący.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazy w procesie toryfikacji ochładza się do temperatury poniżej 60°C.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazy po procesie toryfikacji ochładza się do temperatury poniżej 30°C.