способ и устройство для очистки горючего газа

Формула изобретения

1. Способ очистки горючего газа, включающий мойку газа, отвод очищенного газа и конденсата, отличающийся тем, что конденсат перегоняют и летучие составляющие примешивают к очищенному газу, а нелетучие составляющие отводят.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку ведут газа швелевания.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нелетучие составляющие подвергают швелеванию или сжиганию, при этом тепловую энергию для процесса швелевания поставляет очищенный газ, используемый в качестве топлива.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что конденсат разделяют на тяжелую, избыточную легкую и легкую фракции и газ с легкой фракцией моют, а тяжелую фракцию и избыточную легкую фракцию перегоняют.

5. Устройство для очистки горючего газа, включающее газоочиститель, содержащий подводящий трубопровод для газа, подводящий трубопровод для моющей среды и отводящий трубопровод для конденсата и находящийся в соединении с отводящим трубопроводом для очищенного газа, отличающееся тем, что оно снабжено устройством для перегонки, трубопроводом для летучих составляющих и трубопроводом для нелетучих составляющих, при этом отводящий трубопровод для конденсата соединен с устройством для перегонки, из которого выходят трубопровод для летучих составляющих и трубопровод для нелетучих составляющих, трубопровод для летучих составляющих соединен с отводящим трубопроводом очищенного газа.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно предназначено для очистки газа швелевания.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно снабжено устройством швелевания и/или устройством для сжигания, а трубопровод для нелетучих составляющих соединен с устройством швелевания и/или устройством для сжигания.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что устройство швелевания имеет горелку газового топлива.

9. Устройство по пп.5 - 8, отличающееся тем, что отводящий трубопровод очищенного газа соединен с горелкой газового топлива.

10. Устройство по пп.7 - 9, отличающееся тем, что устройство швелевания выполнено в виде барабана швелевания установки швелевания-сжигания.

11. Устройство по пп.5 - 10, отличающееся тем, что оно снабжено отстойным резервуаром, отводящим трубопроводом для тяжелой фракции и избыточной легкой фракции, отводящий трубопровод конденсата соединен с отстойным резервуаром, из которого на среднем уровне выходит подводящий трубопровод газоочистителя для моющей среды, снизу - отводящий трубопровод для тяжелой фракции и избыточной легкой фракции, сверху - отводящий трубопровод для очищенного газа.

12. Устройство по пп.5 - 11, отличающееся тем, что оно снабжено гидроциклоном, отводящим трубопроводом для более легкой фракции, отводящим трубопроводом для более тяжелой фракции, отводящий трубопровод тяжелой фракции и избыточной легкой фракции соединен с гидроциклоном, от которого выходят отводящий трубопровод для более легкой фракции, входящий в верхнюю часть отстойного резервуара, и отводящий трубопровод для более тяжелой фракции, входящий в нижнюю часть отстойного резервуара.

13. Устройство по пп.5 - 12, отличающееся тем, что оно снабжено отводящим трубопроводом для избыточной легкой фракции, отстойный резервуар имеет главную камеру и вспомогательную камеру, причем отводящий трубопровод гидроциклона для более тяжелой фракции входит в нижнюю часть вспомогательной камеры, содержащей входящее в главную камеру перепускное устройство, вспомогательная камера соединена внизу с отводящим трубопроводом для избыточной легкой фракции, соединенным с устройством для перегонки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу для очистки горючего газа, в частности газа швелевания, причем газ моют и отводят в качестве очищенного газа и причем конденсат отводят. Изобретение относится также к устройству для очистки горючего газа, в частности, газа швелевания, с газоочистителем, который содержит подводящий трубопровод для газа, подводящий трубопровод для моющей среды и отводящий трубопровод для конденсата и находится в соединении с отводящим трубопроводом для отмытого газа (очищенного газа).

Известны способ и устройство для очистки пиролизного газа. При этом стремятся получить возможно чистый газ. Газ не должен содержать ни масла, ни смолы, ни воды. Для этого пиролизный газ моют в газоочистителе, причем в качестве моющей среды служит поглотительное масло, которое конденсируют в газоочистителе и затем снова используют. Для запуска установки нужно подготавливать определенное количество поглотительного масла. Конденсат, который не требуется в качестве поглотительного масла, сжигают в пиролизном реакторе. Газ, покидающий газоочистититель, является свободным от масла и смолы. После этого он обрабатывается дальше в реакторе с насыпным слоем. Очищенный газ в качестве газового топлива подводят через нагнетатель к горелке газового топлива пиролизного реактора. Там, так как очищенный газ еще содержит пыль, теплопроизводительность подвергается отрицательному влиянию за счет осадка пыли.

В известном решении к горелке газового топлива подводят очень чистый, но еще содержащий пыль газ. Известные способ и устройство к тому же направлены на достижение хорошего результата очистки. Подобное чистое газовое топливо имеет однако относительно небольшую теплотворную способность, которая еще больше уменьшена за счет пылевой составляющей. Кроме того, при очистке получаются вещества, которые должны обрабатываться дальше в необходимых именно для этой цели установках. Например, для дальнейшей переработки осадка на фильтре из реактора с насыпным слоем требуются сито и камера сгорания. При этом на сите снова получаются осадки, которые должны устраняться.

В основе изобретения лежала задача указать способ и устройство, которые предоставляют в распоряжение газ, который в значительной степени свободен от пыли и, несмотря на это, имеет по возможности достаточно высокую теплотворную способность.

Задача указания способа решается согласно изобретения тем, что конденсат перегоняют и что летучие составляющие подмешивают к очищенному газу, а нелетучие составляющие отводят.

Путем перегонки конденсата большая часть горючих составляющих конденсата, а именно летучие составляющие, переводят в газовую форму. Эти летучие составляющие имеют относительно высокую теплотворную способность. За счет того, что летучие составляющие из перегонки подмешивают к очищенному газу, получают газовую смесь, которая выгодным образом имеет очень высокую теплотворную способность. Содержащаяся первоначально в газе пыль в процессе промывки попадает в конденсат. При перегонке пыль остается при нелетучих составляющих. Они отводятся и могут сжигаться. Пыль, следовательно, не может ухудшать теплотворную способность газовой смеси.

Содержащаяся в конденсате вода не должна отводиться, что привело бы к проблеме сточных вод. Вода самое позднее при перегонке переводится в пар, который подмешивается к очищенному газу. За счет этой паровой составляющей теплотворная способность очищенного газа ухудшается только незначительно. А именно, количество воды паровой составляющей является относительно малым по сравнению с количеством воды и без того имеющейся в газе влаги.

Способом согласно изобретения достигается преимущество, что при очистке горючего газа не получается никаких веществ, как осадок на фильтре или сточные воды, которые должны устраняться. Особое преимущество следует видеть в том, что получают чистый очищенный газ, который не содержит пыли и имеет очень высокую теплотворную способность. Предпочтительным образом очищенный газ освобожден от пыли, в то время как другие вещества, которые могут повысить теплотворную способность, остаются составляющими очищенного газа. Кроме того, в результате удаления пыли не может происходить засорения трубопроводов газового топлива.

Наряду с очищенным газом остаются только еще нелетучие составляющие из перегонки, которые могут подвергаться швелеванию или сжигаться, причем очищенный газ в качестве газового топлива может поставлять для этого тепловую энергию. Только для начала работы тогда необходимо внешнее газовое топливо.

Подлежащий очистке горючий газ может быть частью образующегося в процессе швелевания газа швелевания.

Например, конденсат разделяют на тяжелую и легкую фракции. Газ с легкой фракцией моют, а тяжелую фракцию, а также и избыточную часть легкой фракции перегоняют. Если в качестве моющей среды используют только легкую фракцию конденсата, то не должны перекачиваться никакие тяжелые составляющие конденсата, которые, например, содержат пыль, что означало бы дополнительную нагрузку частей установки пылью.

Задача указания подходящего устройства для очистки горючего газа решается согласно изобретения за счет того, что отводящий трубопровод для конденсата находится в соединении с перегонным устройством, от которого отходят трубопровод для летучих составляющих и трубопровод для нелетучих составляющих, и что трубопровод для летучих составляющих соединен с отводящим трубопроводом для отмытого газа (очищенного газа).

Таким образом достигается преимущество, что при перегонке летучие составляющие конденсата служат для повышения теплотворной способности очищенного газа, к которому их подмешивают. Очищенный газ преимущественным образом является свободным от пыли. Остающиеся остаточные вещества выводят только по трубопроводу для нелетучих составляющих. Эти остаточные вещества, которые охватывают также отделенную от газа пыль, могут однако подвергаться швелеванию или сжиганию.

Например, трубопровод для не летучих составляющих соединен с устройством швелевания и/или с устройством сжигания. Это устройство швелевания может поставлять газ швелевания, который может быть подлежащим очистке согласно изобретения горючим газом.

Например, отводящий трубопровод для отмытого газа (очищенного газа) соединен с горелкой для газового топлива. Эта горелка для газового топлива может быть частью названного устройства швелевания или устройства сжигания.

Устройство согласно изобретения может быть, следовательно, частью в значительной степени замкнутой системы. При этом может очищаться частичный поток газа швелевания, который происходит из устройства швелевания, причем остаются исключительно только свободный от пыли очищенный газ и получающиеся при перегонке нелетучие вещества. Эти вещества могут подвергаться швелеванию в устройстве швелевания. Очищенный газ может сжигаться в горелке газового топлива и может служить для нагрева устройства швелевания. Кроме остатка швелевания и избыточного газа швелевания не получается никаких подлежащих устранению веществ.

Устройство швелевания может быть барабаном швелевания известной установки швелевания-сжигания.

Например, отводящий трубопровод для конденсата из газоочистителя соединен с отстойным резервуаром. В этом отстойном резервуаре собирается конденсат. При этом отстаиваются более тяжелые составляющие. Более легкие составляющие покрывают более тяжелые составляющие. Более тяжелые составляющие содержат преимущественно пыль, а более легкие составляющие представляют собой воду и/или масло.

В средней области отстойного резервуара ответвляется подводящий трубопровод газоочистителя для моющей среды. За счет этого обеспечивается, что более легкие составляющие конденсата, которые не содержат пыли, попадают в качестве моющей среды в газоочиститель. Отводящий трубопровод для избыточного конденсата выходит из отстойного резервуара снизу. Через этот отводящий трубопровод отводятся более тяжелые составляющие конденсата, которые содержат пыль. Отводящий трубопровод для отмытого газа выходит из отстойного резервуара сверху.

Использованием отстойного резервуара предпочтительным образом обеспечивается, что более легкие составляющие конденсата, которые в значительной степени свободны от пыли, могут подводиться к газоочистителю в качестве моющей среды.

Например, выходящий из отстойного резервуара отводящий трубопровод для избыточного конденсата связан с гидроциклоном, от которого выходят отводящий трубопровод для более легкой фракции и отводящий трубопровод для более тяжелой фракции. Отводящий трубопровод для более легкой фракции входит в верхнюю часть отстойного резервуара. Отводящий трубопровод для более тяжелой фракции входит в нижнюю часть отстойного резервуара. В гидроциклоне подведенный конденсат снова разделяется. Достигается еще более лучшее разделение на более легкую, более чистую составляющую и более тяжелую, содержащую пыль составляющую. Более легкая составляющая попадает сверху в отстойный резервуар, в то время как более тяжелая составляющая попадает в нижнюю часть отстойного резервуара. Таким образом разделенные в гидроциклоне фракции предпочтительным образом подводят к соответствующим количествам конденсата в отстойном резервуаре. Повторное перемешивание в отстойном резервуаре за счет этого в значительной степени исключается. Использованием гидроциклона достигается предпочтительным образом еще более улучшенное разделение конденсата на более тяжелую и более легкую составляющие.

Например, отстойный резервуар содержит главную камеру и вспомогательную камеру. Отводящий трубопровод гидроциклона для более тяжелой фракции входит в нижнюю часть вспомогательной камеры. Она содержит входящее в главную камеру перепускное устройство и соединена внизу с отводящим трубопроводом для избыточного конденсата. Таким образом достигается преимущество, что для конденсата имеются три последовательные ступени разделения. После того как более тяжелая составляющая конденсата отстоится в главной камере отстойного резервуара, эта более тяжелая составляющая попадает в гидроциклон. Отделенная там более тяжелая фракция попадает во вспомогательную камеру отстойного резервуара, где снова происходит процесс отстаивания. Оттуда более легкая часть конденсата течет через перепускное устройство в главную камеру, а более тяжелая часть выдается в устройство перегонки. За счет использования отстойного резервуара, содержащего главную и вспомогательную камеры, разделение конденсата еще больше улучшается.

Способом и устройством согласно изобретения достигается преимущество, что очищенный газ имеет более высокую теплотворную способность, поскольку он освобожден от пыли, которая может понижать теплотворную способность, и поскольку путем перегонки получают обуславливающие более высокую теплотворную способность вещества и подмешивают к очищенному газу. Кроме того, достигается преимущество, что при этом в качестве отходов не получаются никакие вещества, которые требовали бы особой обработки. Не получаются ни сточные воды, ни вещество, которое не могло бы подводиться к установке сжигания, например, к барабану швелевания. При температурах выше 100^oC в устройстве перегонки в поток очищенного газа попадает также возможно имеющаяся вода в форме пара. Теплотворная способность очищенного газа при этом за счет незначительных количеств водяного пара не ухудшается, поскольку газ и без того является влажным. Однако достигается преимущество, что не получается никакой сточной воды. В частности, не требуется никакой посторонней среды для очистки горючего газа, кроме необходимой для начала работы установки.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Подлежащий очистке, горючий газ G может, например, быть целиком или частично газом швелевания SG из известного в качестве такового барабана швелевания 7, который выводится через трубопровод газа швелевания 7a, выходящего из барабана швелевания 7. Горючий газ G попадает через подводящий трубопровод 1a, который может быть соединен с трубопроводом газа швелевания 7a, в газоочиститель 1, который может быть газоочистителем Вентури. Газоочиститель 1 содержит также подводящий трубопровод 1b для моющей среды W и отводящий трубопровод 1c для конденсата K и очищенного газа R. Он находится в соединении через отделительное устройство 11 для аэрозолей конденсата с отводящим трубопроводом 6 для отмытого (очищенного газа) R.

Отводящий трубопровод 1с газоочистителя 1 соединен с отстойным резервуаром 2. Там отстаиваются более тяжелые составляющие конденсата K. Эти более тяжелые составляющие содержат много пыли, в то время как расположенные выше них более легкие составляющие содержат только мало пыли и могут состоять из масла и воды. В случае, если температура в отстойном резервуаре 2 лежит выше 100^oC, более легкая составляющая конденсата K состоит только из масла. Примерно в середине отстойного резервуара 2 от него отходит подводящий трубопровод 1b газоочистителя 1 для моющей среды W. За счет этого часть более легких, бедных пылью составляющих конденсата K попадает в качестве моющей среды W в газоочиститель 1. Подводящему трубопроводу 1b может быть придано охлаждающее устройство 10. От отстойного резервуара 2 выходит снизу отводящий трубопровод 2a для более тяжелой составляющей конденсата K. Также и избыточный более легкий конденсат K отводится через отводящий трубопровод 2a. От отстойного резервуара 2 выходит сверху отводящий трубопровод 6 для отмытого газа (очищенного газа) R. Отводящий трубопровод 2a для конденсата К может быть соединен с гидроциклоном 3. Там конденсат K разделяется дальше. Более легкая фракция попадает через отводящий трубопровод 3a сверху в отстойный резервуар 2. Более тяжелая фракция попадает через отводящий трубопровод 3b в нижнюю часть отстойного резервуара 2. Обе фракции таким образом в подходящем месте запитываются обратно в отстойный резервуар 2.

Например, отстойный резервуар 2 может иметь главную камеру 2A и вспомогательную камеру 2B. Более тяжелая фракция из гидроциклона 3 тогда запитывается тогда через отводящий трубопровод 3b в нижнюю часть вспомогательной камеры 2B. Там имеет место третий процесс разделения в конденсате K. Более легкая составляющая течет на перепускном устройстве 5 от вспомогательной камеры 2B в главную камеру 2A. Остающийся после трех процессов разделения избыточный конденсат U попадает через отводящий трубопровод 2b в устройство перегонки 4. Отводящий трубопровод 6 для очищенного газа R может выходить из верхней части вспомогательной камеры 2B отстойного резервуара 2. Сепарационное устройство 11 для аэрозолей конденсата может быть расположено включенным после вспомогательной камеры 2B и перед отводящим трубопроводом 6.

В обогреваемом нагревателем 9 устройстве перегонки 4 летучие составляющие F избыточного конденсата U отделяются от его нелетучих составляющих N. Трубопровод 4a для летучих составляющих F выходит из верхней части устройства перегонки 4 и входит в отводящий трубопровод 6 для отмытого (очищенного газа) R. Трубопровод 4b для нелетучих составляющих N выходит из нижней части устройства перегонки 4. Нелетучие составляющие N содержат всю удаленную из подлежащего очистке горючего газа G пыль. Кроме того, нелетучие составляющие N содержат также смолоподобные вещества. Нелетучие составляющие N являются горючими и могут, например, подвергаться швелеванию в барабане швелевания 7 известной в качестве таковой установки швелевания-сжигания. Для этого трубопровод 4b может быть соединен с барабаном швелевания 7. Обогащенный летучими составляющими F очищенный газ R может служить в качестве газового топлива для барабана швелевания 7.

Дополнительно или альтернативно может быть трубопровод 4b соединен также с устройством сжигания, например, с горелкой газового топлива 8. Это уточнено на чертеже пунктирной линией. Отводящий трубопровод 6 для очищенного газа R соединен для этого с горелкой газового топлива 8, которая является составной частью барабана швелевания 7. В горелке газового топлива 8 сжигают очищенный газ R. Получаемая за счет этого тепловая энергия служит для нагрева барабана швелевания 7. Нагрев устройства перегонки 4 происходит за счет нагрева циркулирующей жидкой фазы в теплообменнике 9. Во всех трубопроводах могут для транспортировки среды иметься насосы P.

Показанное устройство не дает ни сточных вод, ни отходящего газа. Нелетучие составляющие N избыточного конденсата U могут без проблем швелеваться в барабане швелевания 7. Летучие составляющие F избыточного конденсата U повышают теплотворную способность свободного от пыли очищенного газа R, так что он может использоваться в качестве газового топлива для барабана швелевания 7. Для удаления пыли из подлежащего очистке газа G не требуется никакой посторонней среды, кроме как для начала работы установки. Моющую среду W для газа G получают из конденсата K. В связи с барабаном швелевания 7-не получается никаких дополнительных отходов. При обычном подводе домашнего мусора M или других отходов в барабан швелевания 7 из него выходят остаточное вещество швелевания SR и избыточный газ швелевания SG, которые известным образом могут перерабатываться дальше в известной как таковой установке швелевания-сжигания.