處理氣化爐渣產物的方法和系統技術方案

本發明專利技術公開了一種處理氣化爐渣產物的方法和系統。本發明專利技術方法和系統使用受阻床沉降器以及任選分離器和脫水裝置。在輸送至受阻床沉降器以前將來自氣化方法的爐渣漿料料流脫水，借助脫水器將固體含量從小于5％提高至大于30％，其中碳含量從多達70％降至小于5％。將具有高碳含量的粒子輸送至重力沉降器中，從而使它們濃縮，然后再循環至氣化反應器。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】 本申請是申請號為201080004948. 4、申請日為2010年1月6日、專利技術名稱為"處 理氣化爐渣產物的方法和系統"的專利申請的分案申請。 相關申請的交叉引用[000引 本申請為要求2009年1月21日提交、序列號為61/146189,標題為"ASYSTEMAND APROCESSFORIMPROVEDGASIFICATIONSLAGPR孤UCTQUALITY"的美國臨時申請的優先 權的國際申請，在此將其全部內容通過引用并入本專利技術。
本專利技術通常設及一種改進氣化爐渣產物的質量的系統和方法。更特別地，本專利技術 設及用于改進通過將含碳原料轉化成理想氣態產物如合成氣的氣化方法生產的爐渣產物 的質量的系統和方法。
技術介紹
氣化產物為主要包含一氧化碳和氨氣的反應性氣體。該氣體可用作燃料氣，或它 可化學轉化成其它產物如合成油。在氣化期間，煤的無機部分形成玻璃質的爐渣副產物，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。 通常，主要由于高殘余碳含量，作為氣化方法副產物產生的爐渣不能滿足市場預 期。爐渣的碳含量通常為20-30 %，有時高達70 %，而對于要商業銷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用。 已建立各種加工方法W改進爐渣質量和提高它的可銷售性，例如美國專利 No. 7328805 (通過引用并入本專利技術）公開的篩分技術。然而，一些爐渣產物可能不呈現出顯 示碳含量為主要的某一粒度分級，上述篩分方法對于運種爐渣而言不是有利的。 因此，需要可改進含碳原料氣化期間產生的爐渣產物的質量，使得所得爐渣產物 可銷售的新方法。
技術實現思路
本專利技術公開了改進得自氣化方法的爐渣產物的質量的新方法和系統。為實現該目 的，使用具有任選脫水和水再循環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"，從而將運些較輕粒子與較密實的粒子如灰分離。該裝置 的操作需要大量洗涂水流W產生向上的推力。具有高固體含量的干固體進料或漿料進料料 流是優選的，使得粒子更緊密地一起裝進受阻床沉降器床中W產生粒子之間較高的向上流 動速度，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W使凈耗水量和排水 量最小。 受阻床沉降器已廣泛用于采砂和采礦工業中，W及用于從頁巖中分離粉煤、從砂 中分離煤等。受阻床沉降器是市售的且對于購買而言較便宜。然而，運種設備不與氣化方 法或氣化爐渣產物的質量提高聯合使用。重要的是注意本專利技術不僅包括與氣化系統聯合使 用受阻床沉降器。本專利技術的另一有益效果包括通過分離出含高碳含量的爐渣粒子，然后使 運些爐渣粒子作為燃料返回氣化反應器中而提高氣化方法的總碳轉化效率。另外，本專利技術 通過使用于受阻床沉降器中的水再循環而降低成本和環境影響。 本專利技術某些實施方案提供一種用于改進氣化器爐渣產物質量的系統。該系統通常 包括用于使爐渣產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的循環水槽。 循環水槽中的洗涂水再循環回至受阻床沉降器中，且碳料流再循環回至氣化器中。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口。在 該設計中，將爐渣產物在垂直部分中通過使通過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。重質固體從底流 中沉降并經由出口孔從受阻床沉降器中取出。在該系統中，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，優選小于5%的碳含量。因此，底流料流中的爐渣粒子代 表商業可行的產物。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。 本專利技術某些實施方案提供一種用于改進氣化反應器產生的爐渣產物的質量的系 統。該系統通常包括：用于將爐渣產物濃縮成濃爐渣料流和第一溢流料流的脫水器；用于 使濃爐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；和用于使來自重力沉降器的洗涂水 再循環的循環水槽。碳料流再循環回至所述氣化器中，并且循環水槽中的洗涂水再循環回 至受阻床沉降器中。在該系統中，脫水器可W為分離器，其包括：用于將爐渣產物沉降并濃 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料分配器。在運一設計中，將固體在送至受阻床 沉降器W前通過輸送螺旋連續取出并通過在輸送螺旋上部滴漸而脫水。 本專利技術某些實施方案提供一種改進來自氣化器的爐渣產物質量的方法。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水槽；使水從循環水 槽再循環W再用于受阻床沉降器中，并使碳料流再循環回氣化反應器。 本專利技術某些實施方案提供一種改進來自氣化器的爐渣產物質量的方法。該方法通 常包括：將爐渣在脫水器中濃縮W產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 水槽；使碳料流再循環回氣化反應器，并使水從循環水槽再循環W再用于受阻床沉降器中。【附圖說明】 為更詳細地描述本專利技術實施方案，現在參考附圖，其中： 圖1為本專利技術一個實施方案的圖示。 圖2為本專利技術一個實施方案的圖示。[001引圖3為本專利技術一個實施方案的圖示?！揪唧w實施方式】 W下本專利技術各個實施方案的詳述參考附圖，其闡述可進行本專利技術的具體實施方 案。實施方案意欲足夠詳細地描述本專利技術的各方面W使本領域技術人員能夠實踐本專利技術。 可使用其它實施方案并可不偏離本專利技術范圍地作出改變。因此，W下詳述不意欲將本專利技術 范圍僅限于具體公開的實施方案。本專利技術的實際范圍僅受所附權利要求書，連同該權利要 求書的全部等效范圍限定。 根據如圖1所示的一個實施方案，闡述了對于成渣氣化器中產生的爐渣，進行爐 渣處理、精選、碳回收/濃縮/再循環的方法和系統的圖。進一步參考圖1，該系統主要包 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、收集并通過圓錐部分110底部的開孔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1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種系統，其包括：a)用于使所述爐渣產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；b)用于將所述溢流料流分離成碳料流和洗滌水的重力沉降器；和c)用于使所述洗滌水再循環的循環水槽，其中所述循環水槽中的所述洗滌水再循環回所述受阻床沉降器中，所述碳料流再循環回所述氣化器中。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：A·C·昌，M·W·湯普森，R·Q·霍納克，
申請(專利權)人：拉默斯技術公司，
類型：發明
國別省市：美國;US