處理氣化爐渣產(chǎn)物的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080004948. 4、申請(qǐng)日為2010年1月6日、發(fā)明名稱(chēng)為"處 理氣化爐渣產(chǎn)物的方法和系統(tǒng)"的專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[000引 本申請(qǐng)為要求2009年1月21日提交、序列號(hào)為61/146189,標(biāo)題為"ASYSTEMAND APROCESSFORIMPROVEDGASIFICATIONSLAGPR孤UCTQUALITY"的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先 權(quán)的國(guó)際申請(qǐng)，在此將其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本發(fā)明。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明通常設(shè)及一種改進(jìn)氣化爐渣產(chǎn)物的質(zhì)量的系統(tǒng)和方法。更特別地，本發(fā)明 設(shè)及用于改進(jìn)通過(guò)將含碳原料轉(zhuǎn)化成理想氣態(tài)產(chǎn)物如合成氣的氣化方法生產(chǎn)的爐渣產(chǎn)物 的質(zhì)量的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0005] 氣化產(chǎn)物為主要包含一氧化碳和氨氣的反應(yīng)性氣體。該氣體可用作燃料氣，或它 可化學(xué)轉(zhuǎn)化成其它產(chǎn)物如合成油。在氣化期間，煤的無(wú)機(jī)部分形成玻璃質(zhì)的爐渣副產(chǎn)物，其 包含烙融的或部分烙融的粒子，該粒子與爐壁接觸，向下流向爐的底部開(kāi)口或放液口，然后 從爐中流出。爐渣然后降落至水浴中，在其中將它澤火，固化，并分裂成粒狀聚集體材料。通 常，將爐渣作為漿料從水浴中取出。
[0006] 通常，主要由于高殘余碳含量，作為氣化方法副產(chǎn)物產(chǎn)生的爐渣不能滿足市場(chǎng)預(yù) 期。爐渣的碳含量通常為20-30 %，有時(shí)高達(dá)70 %，而對(duì)于要商業(yè)銷(xiāo)售的爐渣通常要求小于 5%。具有低碳含量的爐渣可作為聚集體用于道路或建筑填料、混凝±混合料、屋頂瓦，作為 噴砂用的砂或用于其它應(yīng)用。
[0007] 已建立各種加工方法W改進(jìn)爐渣質(zhì)量和提高它的可銷(xiāo)售性，例如美國(guó)專(zhuān)利 No. 7328805 (通過(guò)引用并入本發(fā)明）公開(kāi)的篩分技術(shù)。然而，一些爐渣產(chǎn)物可能不呈現(xiàn)出顯 示碳含量為主要的某一粒度分級(jí)，上述篩分方法對(duì)于運(yùn)種爐渣而言不是有利的。
[0008] 因此，需要可改進(jìn)含碳原料氣化期間產(chǎn)生的爐渣產(chǎn)物的質(zhì)量，使得所得爐渣產(chǎn)物 可銷(xiāo)售的新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明公開(kāi)了改進(jìn)得自氣化方法的爐渣產(chǎn)物的質(zhì)量的新方法和系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)該目 的，使用具有任選脫水和水再循環(huán)裝置的受阻床沉降器。受阻床沉降器使用逆流水洗涂塔 W使較輕的固體粒子如碳"漂浮"，從而將運(yùn)些較輕粒子與較密實(shí)的粒子如灰分離。該裝置 的操作需要大量洗涂水流W產(chǎn)生向上的推力。具有高固體含量的干固體進(jìn)料或漿料進(jìn)料料 流是優(yōu)選的，使得粒子更緊密地一起裝進(jìn)受阻床沉降器床中W產(chǎn)生粒子之間較高的向上流 動(dòng)速度，從而降低耗水量。通常需要收集、清潔和再使用洗涂水的系統(tǒng)W使凈耗水量和排水 量最小。
[0010] 受阻床沉降器已廣泛用于采砂和采礦工業(yè)中，W及用于從頁(yè)巖中分離粉煤、從砂 中分離煤等。受阻床沉降器是市售的且對(duì)于購(gòu)買(mǎi)而言較便宜。然而，運(yùn)種設(shè)備不與氣化方 法或氣化爐渣產(chǎn)物的質(zhì)量提高聯(lián)合使用。重要的是注意本發(fā)明不僅包括與氣化系統(tǒng)聯(lián)合使 用受阻床沉降器。本發(fā)明的另一有益效果包括通過(guò)分離出含高碳含量的爐渣粒子，然后使 運(yùn)些爐渣粒子作為燃料返回氣化反應(yīng)器中而提高氣化方法的總碳轉(zhuǎn)化效率。另外，本發(fā)明 通過(guò)使用于受阻床沉降器中的水再循環(huán)而降低成本和環(huán)境影響。
[0011] 本發(fā)明某些實(shí)施方案提供一種用于改進(jìn)氣化器爐渣產(chǎn)物質(zhì)量的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常 包括用于使?fàn)t渣產(chǎn)物流化并分離成包含碳粒子的溢流料流和底流料流的受阻床沉降器；用 于將溢流料流分離成碳料流和洗涂水的重力沉降器；和用于使洗涂水再循環(huán)的循環(huán)水槽。 循環(huán)水槽中的洗涂水再循環(huán)回至受阻床沉降器中，且碳料流再循環(huán)回至氣化器中。受阻床 沉降器還包括垂直部分；圓錐部分；存在于其之間的分配器；和在圓錐部分底部的開(kāi)口。在 該設(shè)計(jì)中，將爐渣產(chǎn)物在垂直部分中通過(guò)使通過(guò)分配器分配的洗涂水上升而流化，因此分 離成（1)在垂直部分頂部的溢流料流和（2)在圓錐部分底部的底流料流。重質(zhì)固體從底流 中沉降并經(jīng)由出口孔從受阻床沉降器中取出。在該系統(tǒng)中，底流料流中的爐渣粒子具有比 溢流料流中的粒子更低的碳含量，優(yōu)選小于5%的碳含量。因此，底流料流中的爐渣粒子代 表商業(yè)可行的產(chǎn)物。受阻床沉降器還包括在圓錐部分底部的放液口。重力沉降器可W為， 但不限于市售斜板式薄板沉降器或增稠器/澄清器。
[0012] 本發(fā)明某些實(shí)施方案提供一種用于改進(jìn)氣化反應(yīng)器產(chǎn)生的爐渣產(chǎn)物的質(zhì)量的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)通常包括：用于將爐渣產(chǎn)物濃縮成濃爐渣料流和第一溢流料流的脫水器；用于 使?jié)鉅t渣料流流化并分成含碳粒子的第二溢流料流和底流料流的受阻床沉降器；用于將第 一和第二溢流料流分成碳料流和洗涂水的重力沉降器；和用于使來(lái)自重力沉降器的洗涂水 再循環(huán)的循環(huán)水槽。碳料流再循環(huán)回至所述氣化器中，并且循環(huán)水槽中的洗涂水再循環(huán)回 至受阻床沉降器中。在該系統(tǒng)中，脫水器可W為分離器，其包括：用于將爐渣產(chǎn)物沉降并濃 縮成濃爐渣料流和第一溢流料流的分離器容器；用于遍及分離器容器均勻分配爐渣的流量 分配器；和用于將第一溢流料流從分離器容器中取出的溢流堪。將濃爐渣料流送至受阻床 沉降器。受阻床沉降器中的底流的碳含量小于5%。脫水器也可W為螺旋脫水器，其包括 容許固體沉降的明槽（opentrou曲）；用于將固體取出和脫水的輸送螺旋（transportation spiral);和將爐渣均勻地鋪在明槽中的進(jìn)料分配器。在運(yùn)一設(shè)計(jì)中，將固體在送至受阻床 沉降器W前通過(guò)輸送螺旋連續(xù)取出并通過(guò)在輸送螺旋上部滴漸而脫水。
[0013] 本發(fā)明某些實(shí)施方案提供一種改進(jìn)來(lái)自氣化器的爐渣產(chǎn)物質(zhì)量的方法。該方法通 常包括：將爐渣在受阻床沉降器中流化并分離成包含碳粒子的溢流料流和底流料流；在重 力沉降器中將溢流料流分離成碳料流和洗涂水；將洗涂水輸送至循環(huán)水槽；使水從循環(huán)水 槽再循環(huán)W再用于受阻床沉降器中，并使碳料流再循環(huán)回氣化反應(yīng)器。
[0014] 本發(fā)明某些實(shí)施方案提供一種改進(jìn)來(lái)自氣化器的爐渣產(chǎn)物質(zhì)量的方法。該方法通 常包括：將爐渣在脫水器中濃縮W產(chǎn)生濃爐渣料流和第一溢流料流；在受阻床沉降器中將 濃爐渣料流流化，并將所述料流分離成包含碳粒子的第二溢流料流和底流料流；使用重力 沉降器將第一和第二溢流料流分離成碳料流和洗涂水；將洗涂水從重力沉降器輸送至循環(huán) 水槽；使碳料流再循環(huán)回氣化反應(yīng)器，并使水從循環(huán)水槽再循環(huán)W再用于受阻床沉降器中。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 為更詳細(xì)地描述本發(fā)明實(shí)施方案，現(xiàn)在參考附圖，其中：
[0016] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
[0017] 圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
[001引圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0019] W下本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方案的詳述參考附圖，其闡述可進(jìn)行本發(fā)明的具體實(shí)施方 案。實(shí)施方案意欲足夠詳細(xì)地描述本發(fā)明的各方面W使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。 可使用其它實(shí)施方案并可不偏離本發(fā)明范圍地作出改變。因此，W下詳述不意欲將本發(fā)明 范圍僅限于具體公開(kāi)的實(shí)施方案。本發(fā)明的實(shí)際范圍僅受所附權(quán)利要求書(shū)，連同該權(quán)利要 求書(shū)的全部等效范圍限定。
[0020] 根據(jù)如圖1所示的一個(gè)實(shí)施方案，闡述了對(duì)于成渣氣化器中產(chǎn)生的爐渣，進(jìn)行爐 渣處理、精選、碳回收/濃縮/再循環(huán)的方法和系統(tǒng)的圖。進(jìn)一步參考圖1，該系統(tǒng)主要包 括受阻床沉降器（下文皿巧40,其又包括皿S垂直容器100,其具有圓錐部分110和分配器 130,所述圓錐部分110用于固體沉降、收集并通過(guò)圓錐部分110底部的開(kāi)孔120除去，所述 分配器130用于供料并均勻地分配在受阻床沉降器40的垂直部分100底部和圓錐部分110 上方供入的洗涂水。由于主要包含高密度粒子的粒子通過(guò)流化床的不同沉降速率，皿S實(shí) 現(xiàn)固體粒子的密度離析。皿S40中的垂直部分100還包括淘析塔，其中重質(zhì)粒子通過(guò)在垂直 部分100底部注入的水上升而流化。流化床沿著淘析塔的高度形成，分離基本在受阻沉降 條件下進(jìn)行。密度大于流化床的粒子提供底流，而不能透過(guò)床的較輕材料提供溢流。具有 高固體含量的漿料進(jìn)料料流20是皿S優(yōu)選的，使得粒子更緊密地一起裝進(jìn)流化床中，從而 在粒子之間產(chǎn)生較大的向上流動(dòng)速度。具有高固體含量的漿料進(jìn)料料流需要較少的水注入 W保持分離所需的向上流動(dòng)速度，運(yùn)還降低了耗水量。將在皿S40中從爐渣漿料料流20中 分離和"漂浮"出的洗涂水及較輕和較小的粒子（包括碳粒子）經(jīng)由