Способ для разделения технологического конденсата в паровом риформинге
Формула / Реферат
1. Устройство для охлаждения газа, которое образовано колонной, окруженной оболочкой под давлением, отличающееся тем, что
колонна включает в себя по меньшей мере две различные камеры, при этом первая, нижняя, камера снабжена в донной части выпускным отверстием, закрываемым с помощью клапана, позволяя, тем самым, создать ванну для жидкости, размещаемую в указанной камере, причем указанная камера имеет боковое впускное отверстие для газа-восстановителя, и
первая, нижняя, камера снабжена сверху крышей камеры, имеющей выпускное отверстие для газа, и
дном второй, верхней, камеры является крыша первой камеры, при этом указанная верхняя камера также имеет боковое впускное отверстие для газа и снабжена сверху крышей с выпускным отверстием для синтез-газа, и
эти камеры выполнены с возможностью нагрева до различных уровней температуры и установления различных уровней давления или создания вакуума в них, и
гидростатическая жидкостная колонна, которая предназначена для заполнения жидкостью, выполнена в виде сифона и интегрирована между камерами, соединяя их.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая камера колонны снабжена сверху крышей, которая является дном третьей камеры, при этом вторая камера имеет выпускное отверстие для вывода газа-восстановителя из второй камеры, причем третья камера снабжена сверху крышей с выпускным отверстием для синтез-газа, и дополнительно содержит гидростатическую жидкостную колонну, которая предназначена для заполнения жидкостью, выполнена в виде сифона и интегрирована между второй и третьей камерами или между первой и третьей камерами, соединяя их.
3. Устройство по любому из пп.1-2, отличающееся тем, что третья камера колонны снабжена сверху крышей, которая является дном другой камеры, и другая камера или любое число камер примыкает через указанную крышу камеры, при этом другая камера имеет выпускное отверстие для газа-восстановителя, который выводит этот газ из камеры, и при этом верхняя камера снабжена сверху крышей с выпускным отверстием для синтез-газа, причем гидростатическая жидкостная колонна, которая предназначена для заполнения жидкостью, выполнена в виде сифона и интегрирована между третьей и другой камерой или камерами, соединяя их между собой.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что средство для охлаждения расположено в одном или более трубопроводах между по меньшей мере двумя камерами.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средством для охлаждения является воздушный или водяной охладитель косвенного действия.
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что средство для охлаждения расположено в одной или более камерах.
7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что используемым средством для охлаждения является холодильная машина, которая охлаждает газ.
8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что верхняя камера имеет влагоуловитель или капельный разделитель перед выпускным отверстием для газа, обращенным вверх.
9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что гидростатическая жидкостная колонна в виде сифона соединяет отдельные последовательные камеры или камеры через одну внутри колонны.
10. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что гидростатическая жидкостная колонна в виде сифона соединяет отдельные последовательные камеры или камеры через одну снаружи колонны.
11. Устройство по любому из пп.9 и 10, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из гидростатических жидкостных колон в виде сифона имеет отверстие для заполнения и удаления.
12. Устройство по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что впускное сопло для газа в гидростатической жидкостной колонне в виде сифона сконструировано как колпак с точечными отверстиями.
13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из крыш камер выступает вверх для образования купольной формы.
14. Устройство по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из купольных донных частей выступает вниз с образованием слива.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из камер расположена снаружи оболочки под давлением, окружающей колонну.
16. Устройство по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубопровод для впуска газа изогнут вниз так, что он может служить в качестве погруженного трубопровода ниже уровня жидкости для подачи газового потока ниже уровня жидкости.
17. Устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что другой влагоуловитель или капельный разделитель расположен между впускным отверстием для газа в камеру и выпускным отверстием для газа.
18. Устройство по любому из пп.1-17, отличающееся тем, что нижняя камера колонны имеет форму резервуара, выступающего в боковую сторону.
19. Устройство по любому из пп.1-18, отличающееся тем, что оно имеет статический смеситель внутри камер.
20. Устройство по любому из пп.1-19, отличающееся тем, что донные части и/или трубопроводы между камерами являются внутренне термоизолированными целиком или частично.
21. Способ для сушки газа, выполненный посредством устройства по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что
газ сначала подают в боковое впускное отверстие колонны, которая окружена емкостью, удерживающей давление, и которая включает в себя несколько камер, при этом газ сначала поступает в первую, нижнюю, камеру, куда он поступает уже охлажденным или где он охлаждается, освобождая часть содержащейся влаги посредством конденсации, и
сконденсированную жидкость собирают в нижней камере в виде ванны для жидкости, в которую подают газ-восстановитель, при этом уровень жидкости в этой ванне для жидкости регулируют положением клапана для нижнего выпускного отверстия для жидкости, осушенный газ затем выводят через выпускное отверстие для газа,
газ из этого выпускного отверстия подают в средство для охлаждения, в котором он охлаждается еще больше перед поступлением во вторую камеру, которая расположена выше первой камеры, где он освобождает дополнительную влагу посредством конденсации, перед тем как его подадут в следующее средство для охлаждения через выпускное отверстие для газа в крыше второй камеры, при этом
жидкость во второй камере или в камере, расположенной выше, протекает в нижнюю камеру через гидростатическую жидкостную колонну в виде сифона, которая заполняется жидкостью из верхней камеры.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что после того как газ был осушен во второй камере, его выводят через выпускное отверстие для газа перед охлаждением и подают в третью камеру, в которой он освобождает еще влагу посредством конденсации, перед тем как он будет подан через выпускное отверстие для газа из третьей камеры, при этом сконденсированная жидкость заполняет гидростатическую жидкостную колонну в виде сифона, протекая из третьей во вторую камеру.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что после того как газ был осушен в третьей камере, его выводят через выпускное отверстие для газа перед его охлаждением и подачей в другую или в любое число других камер, в которых он отдает еще влагу посредством конденсации перед его выводом через выпускное отверстие для газа в третьей камере или других камерах, при этом жидкости, сконденсированые в третьей камере или других камерах, также протекают в нижние камеры посредством гидростатической жидкостной колонны в виде сифона.
24. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что газом является синтез-газ, который получают посредством процесса парового риформинга.
25. Способ по любому из пп.21-24, отличающийся тем, что сконденсированную воду, образующуюся во время процесса, подают обратно в процесс получения синтез-газа.
26. Способ по пп.21-25, отличающийся тем, что газ между отдельными камерами охлаждают.
27. Способ по пп.21-26, отличающийся тем, что давление и температура в отдельных камерах устройства для сушки газа различаются.
28. Способ по пп.21-27, отличающийся тем, что необработанный газ подают в устройство для сушки при температуре от 100 до 200°С.
29. Способ по пп.21-28, отличающийся тем, что осушенный газ удаляют из устройства для сушки при температуре от 30 до 70°С.
30. Способ по пп.21-29, отличающийся тем, что необработанный газ подают в устройство для сушки под давлением от 10 до 50 бар.

Текст
СПОСОБ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТА В ПАРОВОМ РИФОРМИНГЕ Изобретение относится к аппарату для сушки газа постепенным удалением и конденсацией влаги в различных камерах колонны, при этом в камерах колонны таким образом создаются различные давления и температуры. Газ для сушки сначала подается в нижнюю камеру, где конденсируется самое большое количество воды, содержащейся в газе, и затем газ выводится из нижней камеры через сопло. Затем газ охлаждается и подается по меньшей мере еще в одну камеру, расположенную над первой камерой, где происходит конденсация еще некоторого количества влаги, перед тем как полученный конденсат будет выведен через трубопровод, предпочтительно сформированный как сифон, в нижний резервуар для исключения протекания газа из нижней камеры в верхнюю камеру. Изобретение также относится к процессу для сушки газа.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ТИССЕНКРУПП УДЕ ГМБХ (DE) Изобретение относится к аппарату для сушки газообразного восстановителя. Изобретение облегчает сушку газообразных восстановителей при различных уровнях температуры и давления в одной колонне с экономией рабочего объема. Аппарат позволяет проводить процесс сушки, в котором происходит конденсация воды, содержащейся в газообразном восстановителе, и который проводится поэтапно, и образующийся конденсат собирается в комбинированном приемнике и не требует устройств для регулирования давления. Изобретение также относится к способу, который обеспечивает сушку газообразных восстановителей на этапах при различных уровнях температуры. Продуктовые газы генерируют в течение производства газообразных восстановителей как результат способа. Эти газы содержат сравнительно большое количество парообразной воды. Примерами газоввосстановителей являются синтез-газ, водород, углеводороды с C3 или C4. В конце процесса парового риформинга синтез-газ содержит, например, даже большие количества водяного пара, которые не были полностью превращены и которые присутствуют в виде пара при высокой температуре образования синтез-газа. Следовательно, свежий синтез-газ, полученный в процессе риформинга, может содержать больше 25 мас.% водяного пара. Вообще это нежелательно для нижеследующих процессов, и поэтому водяной пар должен быть удален из газа. Другие газы-восстановители также часто содержат водяной пар. Многие газы также обрабатываются процессом мокрой очистки. После этого процесса в газе присутствует водяной пар в виде пара. По этой причине обычно используются способы, в которых газы могут сушиться. Сушка обычно проводится с использованием процесса охлаждения, при котором конденсируется вода, содержащаяся в газе. Во время этого процесса температуру газа сначала понижают до нормальной температуры для того,чтобы большая часть воды, содержащаяся в газе, конденсировалась. В последующем этапе газ может охлаждаться еще больше с использованием холодильной установки для того, чтобы нежелательные примеси, такие как метан или аммиак, могли быть отделены от воды. Однако этот процесс очень дорогой,так как требует применения холодильной установки, и полученный сжиженный газ должен быть фракционирован, чтобы его можно было использовать в дальнейшем. Температуру газа часто постепенно понижают до нормальной температуры. Это вызывает соответствующее понижение его давления. Вода, содержащаяся в газе, постепенно конденсируется, так что газ может быть высушен более эффективно. В способе постепенного охлаждения поддержание газового потока в технологическом потоке обычно требует комплексного размещения клапанов, насосов и устройств для регулирования давления. Помимо этого также часто необходимо использовать множества последовательно размещенных конденсаторов и разделителей, которые стоят дорого и требуют много пространства для их установки. В WO 2005118466 А 2 описан способ получения водорода из синтез-газа. Для этой цели полученный синтез-газ, содержащий воду, охлаждался в конденсаторе и затем подавался во вторую систему для охлаждения. Это вызывает постепенную конденсацию воды. Вторая система для охлаждения охлаждается с использованием хладагента, который подается в холодильный резервуар, который может быть углублен в землю и в котором используется высокая теплоемкость окружающего подземелья. Вода затем удаляется из синтез-газа, полученного с помощью отделителя воды. Затем используется другое осушающее устройство для удаления оставшихся следов воды. Таким образом, синтез-газ может постепенно охлаждаться и из него удаляться основная масса воды. Однако конструкция аппарата очень дорогая, так как требует нескольких конденсаторов и разделителей, которые должны быть соединены последовательно, и один из них может быть соединен с охлаждающим резервуаром, углубленным в землю. Следовательно, аппарат, используемый для конденсации воды, сам по себе требует много пространства. При проведении процесса может потребоваться дополнительный хладагент, обеспечивающий постепенную конденсацию газа. Это может вызвать проблемы и требует больших капиталовложений. Помимо этого не указывается, как должен быть подведен газ, чтобы воспрепятствовать его протеканию назад в разделители, расположенные выше по потоку в технологическом потоке. По этой причине настоящая задача заключается в обеспечении устройства, экономящего рабочее пространство, которое позволяет постепенно понижать температуру газа-восстановителя для того, чтобы влага, содержащаяся в газе, могла постепенно конденсироваться. При этом возникающие разницы в давлениях должны компенсироваться без применения дорогих регулирующих устройств, если это возможно. Также должно быть возможно, если потребуется, использовать холодильные машины для обеспечения полной конденсации воды. В принципе, аппарат должен быть выполнен с возможностью использования для любого газа-восстановителя и обеспечивать, если нужно, процесс постепенной конденсации для удаления воды. Он должен также иметь возможность собирать сконденсированную воду в общем приемнике без дорогих шлюзовых устройств. В изобретении используется колонна, разделенная на несколько камер для выполнений требований этой задачи. Камеры физически соединены с помощью трубопроводов для того, чтобы жидкость могла протекать обратно в нижнюю камеру, из которой она выводилась. Камеры могут также называться конденсационными камерами. В идеальном случае трубопроводы должны иметь форму сифона, чтобы жидкость в трубопроводе могла протекать обратно, и чтобы неконтролируемое обратное затекание газа ис-1 017779 ключалось во время остановки оборудования. Жидкость в трубопроводах может также уплотнять камеры по отношению друг к другу, если уровень давления между камерами уравновешен. Затем опять, если уровни давления будут различны, жидкость будет течь назад даже во время работы установки. Колонна,представленная в изобретении, содержит по меньшей мере две камеры, расположенные одна над другой. Реальное охлаждение преимущественно происходит вне колонны. После этой ступени охлаждения газ подается в камеру, которая расположена выше предшествующей ступени охлаждения. Это позволяет также использовать холодильные машины, если потребуется. Рекомендуется, чтобы самая нижняя камера, в которой собирается большая часть конденсационной воды, закрывалась в донной части закрывающим устройством. Это может быть, например, клапан. Это позволяет удалять конденсационную воду и собирать ее в общем приемнике. В частности требуется аппарат для охлаждения газа, которым является колонна, окруженная рубашкой под давлением, отличающаяся следующим: колонна включает в себя по меньшей мере две отдельные камеры, при этом первая, нижняя, камера закрывается в донной части посредством выпуска, который может закрываться с использованием клапана, что позволяет таким образом смонтировать ванну с жидкостью в указанной камере, причем указанная камера имеет боковой выпуск для газа-восстановителя, и первая, нижняя камера, закрывается сверху крышей камеры и имеет выпуск для газа, и вторая, верхняя, камера закрывается в донной части крышей первой камеры, при этом указанная верхняя камера имеет другой боковой впуск для газа и закрывается сверху посредством выпуска для синтез-газа, и имеется возможность нагревать эти камеры до различных уровней температуры и нагнетать давление или создавать вакуум в этих камерах, чтобы можно было задавать различные уровни давления, и гидростатическая жидкостная колонна или физическое соединение, подобное сифону, которое может быть заполнено жидкостью, интегрируется между камерами. При конструировании колонны нижняя камера имеет крышу, которая одновременно служит дном верхней камеры. Выпуск для газа из нижней камеры расположен в верхней секции боковой стороны камеры. Альтернативно, крыша снабжена трубопроводом, который направлен в верхнюю камеру и который не позволяет газу протекать в верхнюю камеру, но ответвляется в боковую сторону и выводит газ из боковой стороны колонны. В противоположность этому верхняя камера снабжена выпуском для газа,который предпочтительно выпускает газ из верхней части и может закрываться с использованием клапана, если требуется. Газ может подаваться по газопроводам, которые расположены в верхней секции соответствующей камеры и которые предпочтительно входят в боковую сторону колонны в поперечном направлении. Камеры могут нагреваться или охлаждаться, как потребуется. Варианты нагревания включают электрическое нагревание или нагревание горячим газом или горячим паром. Также могут использоваться внутренние охлаждающие устройства. В предпочтительном воплощении изобретения колонна имеет две камеры, расположенные одна поверх другой. Однако колонна также может иметь три камеры, расположенные одна над другой. В этом случае крыша одной камеры создает дно камеры над ней. Газ предпочтительно выпускается посредством вывода его через крышу соответствующей камеры с последующим удалением через боковую сторону без его сушки перед поступлением в вышестоящую камеру. Отдельные камеры физически соединяются трубопроводом, который может иметь простую конструкцию. Высота жидкостной колонны определяется разностью давлений между камерами. Монтаж этой колонны позволяет конденсату стекать назад в камеру внизу. Трубопроводы могут соединять камеры, которые находятся одна над другой, а также камеры,не расположенные рядом, при этом трубопроводы проходят через другие камеры. Например, может быть трубопровод между первой, нижней камерой и, например, третьей камерой. В принципе, колонна может иметь столько камер, сколько требуется. Крыша камеры всегда служит дном камеры над ней. Газ предпочтительно выводится вверх через крышу камеры и в боковую сторону посредством трубопровода, при этом газ не поступает в вышестоящую камеру. Предпочтительно только один выпуск для газа в верхней камере предназначен для вывода газа непосредственно вверх. Так как преимущественно сравнительно большие количества конденсата образуются в нижней камере, эта камера может быть очень большой. Соединяющий физически трубопровод может быть в виде сифона, чтобы остаточный объем жидкости оставался в трубопроводе. Это препятствует газовому обмену между камерами. После того как газ был выведен из камеры, он подается по трубопроводам в холодильное устройство. Оно может быть воздушным холодильником или водяным холодильником. Газ подается, например,через воздушный холодильник, если он имеет более высокую температуру или его достаточно много. Газ должен подаваться через водяное охлаждающее устройство, если его имеется меньше или его температура ниже. Так как газ должен сушиться, то рекомендуется его косвенное охлаждение с использованием охлаждающих змеевиков или теплообменников. Прямое охлаждение посредством разбрызгивания, например, с использованием жидкости, подаваемой извне, может также являться частью изобретения. Если газ должен осушаться до нескольких частей воды на миллион (ppm) или если наружная температура является часто высокой, то может также использоваться холодильная машина в качестве охлаждающего устройства. Капельный разделитель или влагоуловитель может быть установлен в верхней камере, если осушаемый газ все еще содержит остаточное количество воды. В принципе капельный разделитель или влагоуловитель может быть установлен в других камерах; однако он обычно необходим только в верхней камере из-за различного содержания влаги в газе. Физическое соединение между камерами может быть в виде простого трубопровода. Однако трубопровод может быть в виде сифона, и в этом случае газообмен между камерами может быть в значительной степени исключен. Конфигурация сифонного типа обеспечивает постоянное присутствие остаточной жидкости в колонне, поэтому, если происходит закупорка, то возникновение газообмена между камерами будет невозможно. Однако физическое соединение камер может иметь любой вид, например даже конический или цилиндрический. Трубопровод может быть размещен в колонне с экономией пространства. Однако можно также разместить его вне колонны. Это может быть необходимо, например, если жидкость всегда очень горячая и должна охлаждаться наружным воздухом. В этом случае разумно разместить его вне колонны. Также благоприятно, если конденсат будет вязким или будет содержать большие количества твердого вещества, что делает необходимым периодическую очистку трубопроводов. Трубопровод может быть также обеспечен заполняющими или опорожняющими устройствами, позволяющими его очищать, заполнять или опорожнять. Если трубопровод (трубопроводы) расположен вне колонны, то он может быть размещен так, чтобы обеспечивался легкий доступ к нему. Трубопроводы с заполняющими или опорожняющими устройствами также могут быть расположены так, чтобы последние могли заполнять или опорожнять трубопроводы, расположенные в колонне. Соединяющие трубопроводы также могут быть снабжены устройствами для нагревания и охлаждения. Устройства могут быть, например, небольшими охлаждающими вентиляторами или электронагревательными элементами. Газ подается в камеру через сопла для впуска газа. В предпочтительном воплощении сопла впускают газ в камеру с боковой стороны. Реальный выпуск для газа может иметь любую форму. Так как газ в нижней камере все еще содержит большие количества влаги и там имеется обычно большой резервуар для воды, то сопло для впуска газа предпочтительно сконструировано для обеспечения ввода газа непосредственно в резервуар для воды. Однако сопло для впуска газа также может быть в виде подающей головки или колпака с точечными отверстиями. Существенно, что подающая головка может принимать любую форму, и рекомендуется, чтобы она была сконструирована для обеспечения оптимальной подачи газа в камеру или в резервуар с конденсатом, содержащийся внутри камеры. Кроме того, дополнительные внутренние устройства в соответствующей камере могут в результате обеспечить благоприятное капельное разделение и уменьшение высоты камеры. Этими внутренними устройствами могут являться,например, отклоняющие лопатки или желобы. Впускные сопла на соединительных трубопроводах между камерами, которые определяют высоту резервуара с жидкостью, могут принимать любую форму. Они могут быть снабжены носиком или воронкой. Однако они могут также быть изогнутыми или иметь клапан. Выпускные сопла на соединительных трубопроводах могут также иметь различную форму. Они могут иметь простую форму, например Uобразную, или могут быть снабжены воронкой или впуском в виде колпака с точечными отверстиями(как у головки душа). Важно то, что они функционируют как физическое соединение между камерами и могут создавать гидростатическую связь. Донья камер могут иметь любую форму. Они могут быть в виде приподнятого слива. Они могут быть в виде перевернутого вниз колокола. Камеры могут принимать любую форму внутри колонны. Предпочтительно они расположены внутри колонны, чтобы обеспечить конструкцию с экономией пространства. Они могут также размещаться вне колонн, особенно когда требования к пространству делают это необходимым. Отдельные камеры могут быть в виде резервуаров, или могут быть в виде выпуклости в боковой стенке, которая образует резервуар. Вообще колонна в стандартном воплощении имеет конусную конструкцию для обеспечения легкого формообразования оболочки, удерживающей давление. Если одна из камер расположена вне колонны, она может быть также окружена оболочкой, удерживающей давление. Сами камеры могут иметь различные профили. Пользователь изобретения может сам решить,какой высоты должна быть камера. Также возможно, когда физические соединения между камерами или трубопроводами имеют различные профили. Для обеспечения регулируемого газового потока в колонне газовая линия или внутренняя часть камер может быть снабжена устройствами для регулирования газа. Они могут быть, например, нединамическими смесителями. Они также могут быть управляющими клапанами или газовыми насосами или могут даже включать вакуумные насосы. Вообще элементы для изменения давления, например насосы,клапаны или термостаты, могут составлять часть изобретения в любом месте внутри него. Помимо этого устройства для регулирования газового потока, осаждения жидкости или массо- или теплообмена можно также найти в любом месте внутри изобретения. Они, например, могут являться отражающими лопатками или желобами. Предпочтительно конструкция камер позволяет выбрать высоту отдельных камер для получения положительного эффекта. Имеется спрос на способ, в котором газ может сушиться с использованием аппарата в соответствии с изобретением. Если конкретизировать способ для сушки газа, то он отличается следующим: газ сначала подается в боковую сторону колонны, которая окружена оболочкой, удерживающей давление, и которая включает в себя несколько камер, при этом газ сначала поступает в нижнюю камеру,где он уже является охлажденным при поступлении или охлаждается, освобождая часть содержащейся в нем влаги в результате конденсации, и нижняя камера заполнена жидкостной ванной, в которую может подаваться газ-восстановитель, при этом уровень жидкости в этой ванне регулируется с помощью изменения положения клапана в нижнем выпуске для жидкости. Высушенный газ затем может быть выведен через выпуск для газа,газ из этого выпуска поступает в другое устройство, в котором он дальше охлаждается перед поступлением во вторую камеру, которая расположена над первой камерой, где он еще освобождает влагу в результате конденсации перед подачей в другое устройство через выпускное сопло для газа во второй камере, при этом жидкость во второй или более высокой камере может течь в камеру ниже через гидростатическую жидкостную колонну или благодаря сифонному физическому соединению, которое может быть заполнено жидкостью. Способ разработан так, чтобы газ предпочтительно выводился сбоку из нижней камеры без поступления его в камеру выше. После вывода газа из колонны он дальше охлаждается в холодильном устройстве. После своего охлаждения газ поступает в следующую камеру, где он освобождает влагу, как это диктуется преобладающими условиями. Это дает возможность подавать газ через две камеры, расположенные одна на другой, чтобы он мог охладиться в двух последовательных ступенях, что обеспечивает удаление из него влаги в результате конденсации. Также имеется возможность подавать газ через три камеры, расположенные одна над другой, чтобы газ охлаждался в трех последовательных ступенях, что обеспечивает удаление влаги из газа посредством конденсации. В принципе, имеется возможность подавать газ через любое количество камер, если устройство аппарата позволяет это. Газ выводится из боковой стороны нижних камер. Предпочтительно, если сопло для выпуска газа в верхней камере находится в крыше колонны с удерживанием давления. Тогда трубопровод будет размещаться между камерами, и он будет физически соединять камеры и регулировать уровень жидкости в вышестоящей камере посредством изменения высоты впускного сопла. Однако высота уровня жидкости также может регулироваться с помощью других устройств, например клапанов или насосов. Трубопровод может проходить через одну или несколько несоединенных камер так, чтобы,например, в конструкции с тремя камерами жидкость подавалась из верхней камеры в нижнюю камеру. Синтез-газ и водород, полученный из синтез-газа, оба являются подходящими в качестве газоввосстановителей, подходящих для сушки. Окись углерода, газы из коксовых печей и углеводородные фракции от нефтеперерабатывающих заводов все подходят как газы-восстановители для сушки. Примерами являются фракции с C3 или С 4 от ректификации сырой нефти. В принципе, каждый газ, который может сушиться путем охлаждения, пригоден для использования в процессе в соответствии с изобретением. Например, даже коррозионные газы могут сушиться в аппарате в соответствии с изобретением,если оборудование для процесса было сконструировано соответствующим образом, например, с использованием коррозионно-стойких конструктивных материалов. Конденсат, который накапливается во время процесса сушки, может собираться в общем приемнике и/или подаваться в общий бак. Конденсат затем может удаляться или использоваться, если потребуется. Это означает, что в благоприятном воплощении конденсат может подаваться обратно в процесс для получения газа для промышленного использования. Однако газ может также использоваться в последующих процессах или для получения пара после его промывки и очистки в скрубберах. Чтобы сконденсировать жидкость в газе, газ должен охлаждаться между отдельными камерами. Хотя, в принципе, имеется возможность охлаждать газ непосредственно выше по потоку или в колонне с удержанием давления, при этом для газа благоприятна подача его по трубопроводам в охлаждающее устройство. В принципе, также возможно нагревание газа, если наружная температура этого требует. В этом случае нагревательное устройство расположено в соответствующем месте. Также возможна конденсация неводных жидкостей, если подходящие охлаждающие устройства расположены в соответствующем месте. Процесс предпочтительно используется для удаления воды из газов. Типичным воплощением является удаление влаги из синтез-газа. Стандартные воздушные холодильники с охлаждающими ребрами или водяные холодильники могут быть применены для охлаждения синтез-газа между отдельными камерами. Горячий синтез-газ, однако, также может быть использован для нагревания подаваемой воды в котле или подаваемого газа. В трубопроводах для синтез-газа между камерами для этой цели могут быть размещены теплообменники. Температура синтез-газа во время первого этапа конденсации в первой камере должна быть от 100 до 200 С при давлении от 10 до 50 бар. Частичная конденсация уже начинается здесь в зависимости от уровня давления и насыщения. После процесса охлаждения, который осуществляется с использованием воздуха, газ подается во вторую камеру. Здесь газ уже имеет температуру от 50 до 70 С. Дальнейшее охлаждение и конденсация могут проводиться, например, с использованием водяного холодильника. После этого получают синтез-газ с температурой от 30 до 70 С при стандартном давлении. При этих условиях вода обычно конденсируется до остаточного содержания 0,1 мас.%. Затем возможна дальнейшая сушка, например, с использованием холодильных машин, но любые условия могут преобладать для достижения возможности оптимальной сушки. Постепенное охлаждение означает, что эффективно удаляются побочные продукты из производимого синтез-газа. Поэтому в идеальном случае не требуется очистка синтез-газа посредством десорбции паром. Так как не происходит обратное смешивание конденсатов, побочные продукты производства синтез-газа могут быть выведены с конденсатом процесса. Так как этими побочными продуктами являются обычно аммиак, диоксид углерода и метанол, которые являются газами при преобладающих температурах, их обратное смешивание с получаемым синтез-газом невозможно. Изобретение предлагает использовать преимущества аппарата, который постепенно сушит газ в процессе при различных давлениях и температурах без нежелательного протекания газа через газовые и конденсационные трубопроводы. Конструкция в соответствии с изобретением обеспечивает колонну,подходящую для постепенной конденсации и выведения из процесса конденсата и создаваемую как один компонент с экономией пространства. Конструкция трубопроводного соединения между камерами исключает потребность в устройствах для регулирования газового потока, таких как насосы и регулирующие клапаны. Это приводит к низким общим капиталовложениям. Изобретение также предлагает такое преимущество, как способность выводить конденсаты из процесса при высокой температуре, если имеется подходящий канал для конденсата в процессе. Вариантом изобретения является аппарат для газификации топлива, подробно описанный с использованием семи диаграмм, хотя процесс в соответствии с изобретением не ограничивается этими вариантами (воплощениями). На фиг. 1 показан аппарат в соответствии с изобретением с тремя камерами и внутренними гидростатическими соединительными трубопроводами между камерами. Синтез-газ подается в нижнюю камеру. На фиг. 2 показан аппарат в соответствии с изобретением с тремя камерами и внешними гидростатическими соединительными трубопроводами между камерами. На фиг. 3 показан аппарат в соответствии с изобретением с тремя камерами и внешними гидростатическими соединительными трубопроводами между верхними и нижней камерами. На фиг. 4 показан аппарат в соответствии с изобретением с двумя камерами и простым гидростатическим соединительным трубопроводом между двумя камерами. На фиг. 5 показан аппарат с тремя камерами, при этом средняя камера расположена вне устройства для удерживания давления. На фиг. 6 показан аппарат в соответствии с изобретением с тремя камерами, при этом нижняя камера сконструирована с боковой выпуклостью, которая служит резервуаром для сбора большого количества конденсата. На фиг. 7 показан аппарат в соответствии с изобретением с тремя камерами, при этом длина нижней камеры используется для улучшения капельного разделения. На фиг. 1 показана как пример колонна (1) с оболочкой для удерживания давления и тремя конденсационными камерами (2, 3, 4). Нижняя камера (2) используется для ввода горячего синтез-газа (5). В камере помещается резервуар с конденсатом (2 а), в который вводится синтез-газ через впускное сопло(6) для газа. После протекания через резервуар с конденсатом газ поступает в конденсационную камеру(2b). После конденсации жидкости газ выводится из первой камеры (7) через выпускное сопло (7 а) для газа. После того как газ был выведен из первой камеры, он охлаждается и подается (8 а) во вторую камеру(3) через впускное сопло (8) для газа. Здесь газ отдает еще больше конденсата, поэтому дополнительный конденсат (3a) собирается на дне второй камеры. Трубопровод (9) расположен между первой и второй камерами, и этот трубопровод образует гидростатическую жидкостную колонну. Это позволяет жидкости течь обратно в первую камеру без переливания газа из первой камеры во вторую. Трубопровод имеет отверстие для наполнения, очистки и вытекания (9 а). Высота уровня жидкости во второй камере (9b) может определяться высотой впускного сопла трубопровода (9). После того как во второй камере сконденсировалось еще больше жидкости, газ выводится из нее сбоку через крышу (10) камеры. Затем он подается через другое охлаждающее устройство (не показано). После этого газ (11) протекает через другое впускное сопло (11 а) для газа в третью камеру (4). Резервуар с конденсатом (4 а), который здесь образуется, также является результатом конденсации. Конденсация заставляет газ отдавать свою остаточную воду (4 а), как это диктуется условиями конденсации в камере. Имеется также трубопровод (12) между второй и третьей камерами, который образует гидростатическую жидкостную колонну. Это позволяет жидкости течь назад в первую камеру без переливания газа из второй в третью колонну. Этот трубопровод также имеет отверстие для заполнения, очистки и выведения (12 а). Высота уровня жидкости (12b) в третьей камере может определяться высотой впускного сопла трубопровода (12). После того как оставшаяся жидкость сконденсировалась, осушенный газ выводится из (13) через сопло (13 а) и протекает сначала через капельный разделитель (14). В результате получают осушенный синтез-газ (15). Конденсат может выводиться из выпускного отверстия (16) у нижнего сопла, например, через слив (16 а) с клапаном. На фиг. 2 показана в качестве примера колонна с оболочкой (1), удерживающей давление, и тремя конденсационными камерами (2, 3, 4). Нижняя камера (2) используется для начальной сушки горячего синтез-газа. В этом случае трубопроводы (9, 12), которые служат в качестве гидростатических жидкостных колонн, присоединены снаружи между камерами колонны, поэтому к ним доступ более легкий. Это также позволяет нагревать или охлаждать жидкостные колонны, как требуется. Необработанный газ подается в нижнюю камеру (2) через впускное сопло (5). Осушенный синтез-газ (15) удаляется через верхний выпуск (13) для газа. Конденсат может выводиться через выпускное отверстие (16) у нижнего сопла,например, через слив (16 а) с клапаном. На фиг. 3 показана для примера колонна с оболочкой (1) для удержания давления и тремя конденсационными камерами (2, 3, 4). Нижняя камера (2) используется для начальной сушки горячего синтезгаза. В этом случае трубопроводы (9, 12), которые служат в качестве гидростатических жидкостных колонок, присоединены снаружи между камерами колонны, поэтому доступ к ним более легкий. Верхняя конденсационная камера (4) имеет дно, которое сконструировано в виде слива. Это означает, что резервуар с жидкостью не создается в этой камере. Конденсат течет через трубопровод (12) прямо в нижнюю камеру (2). Необработанный газ подается в нижнюю камеру (2) через впускное сопло (5). Осушенный синтез-газ (15) выводится через верхнее выпускное отвестие (13) для газа. Конденсат может выводиться из выпускного отверстия (16) у нижнего сопла, например через слив (16 а) с клапаном. На фиг. 4 показана для примера простая колонна с оболочкой (1) для удержания давления и двумя конденсационными камерами (2, 3). Нижняя камера (2) используется для начальной сушки горячего синтез-газа. Между двумя камерами имеется простое соединение (9). Высота резервуара (9b) в верхней камере (3) может определяться высотой размещения впускного сопла трубопровода (9). В связи с тем, что он не в виде сифона, он должен быть достаточно погружен в резервуар с жидкостью в нижней камере (2),чтобы исключить переливание газа из нижней камеры в верхнюю камеру (3). Необработанный газ подается в нижнюю камеру (2) через впускное сопло (5). Осушенный синтез-газ (15) выводится через верхнее выпускное отверстие (13) для газа. Конденсат может выводиться из выпускного отверстия (16) у нижнего сопла, например через слив (16 а) с клапаном. На фиг. 5 показана для примера колонна без оболочки (1) для удержания давления с тремя конденсационными камерами (2, 3, 4). Нижняя камера (2) используется для начальной сушки горячего синтезгаза. Камеры не расположены в колонне и довольно удалены одна от другой. Необработанный газ подается в нижнюю камеру (2) через впускное сопло (5). Осушенный синтез-газ (15) выводится через верхний выпуск (13) для газа. Конденсат может выводиться из выпускного отверстия (16) у нижнего сопла, например через слив (16 а) с клапаном. На фиг. 6 показана для примера колонна с оболочкой (1) для удержания давления и тремя конденсационными камерами (2, 3, 4). Нижняя камера (2) используется для начальной сушки горячего синтезгаза. В этом случае трубопроводы (9, 12), которые служат в качестве гидростатических жидкостных колонн, присоединены снаружи между камерами колонны, поэтому к ним более легкий доступ. Нижняя камера имеет боковую выпуклость (2 с), которая служит в качестве резервуара, чтобы в нем можно было собрать большие количества конденсата. Конденсат может также выводиться через выпускное отверстие на боковой стороне (16b). Выпуск из нижнего трубопровода (9) происходит через распределитель (9 с) в виде капота для создания интенсивного контакта с газом в нижней камере. Необработанный газ подается в нижнюю камеру (2) через впускное сопло (5). Осушенный синтез-газ (15) удаляется через верхний выпуск (13) для газа. Конденсат может выводиться из выпускного отверстия (16) у нижнего сопла, например через слив (16 а) с клапаном. На фиг. 7 показана для примера колонна с оболочкой (1) для удержания давления и с тремя конденсационными камерами (2, 3, 4). Нижняя камера (2) используется для начальной сушки горячего синтезгаза. В этом случае трубопроводы (9, 12), которые служат в качестве гидростатических жидкостных колонн, присоединены снаружи между камерами колонны, поэтому к ним доступ более легкий. Нижняя камера имеет боковую выпуклость (2 с) для улучшения капельного разделения и обеспечения возможности уменьшения общей высоты колонны. Выпуск из нижнего трубопровода (9) происходит через колпаковый распределитель (9 с) для создания интенсивного контакта с газом в нижней камере. Необработанный газ подается в нижнюю камеру (2) через впускное сопло (5) в боковой стороне нижней секции выпуклости. Это обеспечивает больше пространства для проведения конденсации. Осушенный синтез-газ(15) удаляется через верхнее выпускное отверстие (13) для газа. Конденсат может выводиться из выпускного отверстия (16) у нижнего сопла через слив (16 а) с клапаном. Перечень цифровых ссылок и обозначений 1 - Колонна с оболочкой для удержания давления 2 - Первая камера или конденсационная камера 2 а - Резервуар для конденсата в первой конденсационной камере 2b - Отсек для газа в первой конденсационной камере 2 с - Выпуклость в виде резервуара в первой конденсационной камере 3 - Вторая конденсационная камера 3 а - Резервуар для конденсата во второй конденсационной камере 3b - Отсек для газа во второй конденсационной камере 4 - Третья конденсационная камера 4 а - Резервуар для конденсата в третьей конденсационной камере 4b - Отсек для газа в третьей конденсационной камере 5 - Впускное отверстие для газа в первой конденсационной камере 5 а - Поток газа от впускного отверстия в первой конденсационной камере 6 - Сопло для впуска необработанного газа 7 - Выпускное отверстие для газа из первой конденсационной камеры 7 а - Газовый поток из первой конденсационной камеры 8 - Впускное отверстие для газа во вторую конденсационную камеру 8 а - Поток газа от впускного отверстия во вторую конденсационную камеру 9 - Гидростатическая жидкостная колонна между первой и второй конденсационными камерами 9 а - Отверстие для заполнения, чистки и отвода из гидростатической жидкостной колонны между первой и второй конденсационными камерами 9b - Высота жидкостной колонны во второй конденсационной камере 9 с - Впускное отверстие для газа в гидростатической жидкостной колонне в виде колпака с точечными отверстиями 10 - Выпускное отверстие для газа из второй конденсационной камеры 10 а - Газовый поток из второй конденсационной камеры 11 - Впускное отверстие для газа в третьей конденсационной камере 11 а - Поток газа от впускного отверстия в третью конденсационную камеру 12 - Гидростатическая жидкостная колонна между второй и третьей конденсационными камерами 12 а - Отверстие для заполнения, чистки и отвода из гидростатической жидкостной колонны между второй и третьей конденсационными камерами 12b - Высота жидкостной колонны в третьей конденсационной камере 13 - Выпускное отверстие для осушенного газа 13 а - Клапан 14 - Влагоуловитель или капельный разделитель 15 - Выводимый осушенный газ 16 - Выпускное отверстие для конденсата 16 а - Клапан 16b - Выпускное отверстие для конденсата или впускное отверстие для другого материала ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для охлаждения газа, которое образовано колонной, окруженной оболочкой под давлением, отличающееся тем, что колонна включает в себя по меньшей мере две различные камеры, при этом первая, нижняя, камера снабжена в донной части выпускным отверстием, закрываемым с помощью клапана, позволяя, тем самым, создать ванну для жидкости, размещаемую в указанной камере, причем указанная камера имеет боковое впускное отверстие для газа-восстановителя, и первая, нижняя, камера снабжена сверху крышей камеры, имеющей выпускное отверстие для газа, и дном второй, верхней, камеры является крыша первой камеры, при этом указанная верхняя камера также имеет боковое впускное отверстие для газа и снабжена сверху крышей с выпускным отверстием для синтез-газа, и эти камеры выполнены с возможностью нагрева до различных уровней температуры и установления различных уровней давления или создания вакуума в них, и гидростатическая жидкостная колонна, которая предназначена для заполнения жидкостью, выполнена в виде сифона и интегрирована между камерами, соединяя их. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая камера колонны снабжена сверху крышей, которая является дном третьей камеры, при этом вторая камера имеет выпускное отверстие для вывода газа-восстановителя из второй камеры, причем третья камера снабжена сверху крышей с выпускным отверстием для синтез-газа, и дополнительно содержит гидростатическую жидкостную колонну, которая предназначена для заполнения жидкостью, выполнена в виде сифона и интегрирована между второй и третьей камерами или между первой и третьей камерами, соединяя их. 3. Устройство по любому из пп.1-2, отличающееся тем, что третья камера колонны снабжена сверху крышей, которая является дном другой камеры, и другая камера или любое число камер примыкает через указанную крышу камеры, при этом другая камера имеет выпускное отверстие для газа-восстановителя,который выводит этот газ из камеры, и при этом верхняя камера снабжена сверху крышей с выпускным отверстием для синтез-газа, причем гидростатическая жидкостная колонна, которая предназначена для заполнения жидкостью, выполнена в виде сифона и интегрирована между третьей и другой камерой или камерами, соединяя их между собой. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что средство для охлаждения расположено в одном или более трубопроводах между по меньшей мере двумя камерами. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средством для охлаждения является воздушный или водяной охладитель косвенного действия. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что средство для охлаждения расположено в одной или более камерах. 7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что используемым средством для охлаждения является холодильная машина, которая охлаждает газ. 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что верхняя камера имеет влагоуловитель или капельный разделитель перед выпускным отверстием для газа, обращенным вверх. 9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что гидростатическая жидкостная колонна в виде сифона соединяет отдельные последовательные камеры или камеры через одну внутри колонны. 10. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что гидростатическая жидкостная колонна в виде сифона соединяет отдельные последовательные камеры или камеры через одну снаружи колонны. 11. Устройство по любому из пп.9 и 10, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из гидростатических жидкостных колон в виде сифона имеет отверстие для заполнения и удаления. 12. Устройство по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что впускное сопло для газа в гидростатической жидкостной колонне в виде сифона сконструировано как колпак с точечными отверстиями. 13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из крыш камер выступает вверх для образования купольной формы. 14. Устройство по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из купольных донных частей выступает вниз с образованием слива. 15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из камер расположена снаружи оболочки под давлением, окружающей колонну. 16. Устройство по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубопровод для впуска газа изогнут вниз так, что он может служить в качестве погруженного трубопровода ниже уровня жидкости для подачи газового потока ниже уровня жидкости. 17. Устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что другой влагоуловитель или капельный разделитель расположен между впускным отверстием для газа в камеру и выпускным отверстием для газа. 18. Устройство по любому из пп.1-17, отличающееся тем, что нижняя камера колонны имеет форму резервуара, выступающего в боковую сторону. 19. Устройство по любому из пп.1-18, отличающееся тем, что оно имеет статический смеситель внутри камер. 20. Устройство по любому из пп.1-19, отличающееся тем, что донные части и/или трубопроводы между камерами являются внутренне термоизолированными целиком или частично. 21. Способ для сушки газа, выполненный посредством устройства по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что газ сначала подают в боковое впускное отверстие колонны, которая окружена емкостью, удерживающей давление, и которая включает в себя несколько камер, при этом газ сначала поступает в первую,нижнюю, камеру, куда он поступает уже охлажденным или где он охлаждается, освобождая часть содержащейся влаги посредством конденсации, и сконденсированную жидкость собирают в нижней камере в виде ванны для жидкости, в которую подают газ-восстановитель, при этом уровень жидкости в этой ванне для жидкости регулируют положением клапана для нижнего выпускного отверстия для жидкости, осушенный газ затем выводят через выпускное отверстие для газа,газ из этого выпускного отверстия подают в средство для охлаждения, в котором он охлаждается еще больше перед поступлением во вторую камеру, которая расположена выше первой камеры, где он освобождает дополнительную влагу посредством конденсации, перед тем как его подадут в следующее средство для охлаждения через выпускное отверстие для газа в крыше второй камеры, при этом жидкость во второй камере или в камере, расположенной выше, протекает в нижнюю камеру через гидростатическую жидкостную колонну в виде сифона, которая заполняется жидкостью из верхней камеры. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что после того как газ был осушен во второй камере, его выводят через выпускное отверстие для газа перед охлаждением и подают в третью камеру, в которой он освобождает еще влагу посредством конденсации, перед тем как он будет подан через выпускное отверстие для газа из третьей камеры, при этом сконденсированная жидкость заполняет гидростатическую жидкостную колонну в виде сифона, протекая из третьей во вторую камеру. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что после того как газ был осушен в третьей камере, его выводят через выпускное отверстие для газа перед его охлаждением и подачей в другую или в любое число других камер, в которых он отдает еще влагу посредством конденсации перед его выводом через выпускное отверстие для газа в третьей камере или других камерах, при этом жидкости, сконденсированые в третьей камере или других камерах, также протекают в нижние камеры посредством гидростатической жидкостной колонны в виде сифона. 24. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что газом является синтез-газ, который получают посредством процесса парового риформинга. 25. Способ по любому из пп.21-24, отличающийся тем, что сконденсированную воду, образующуюся во время процесса, подают обратно в процесс получения синтез-газа. 26. Способ по пп.21-25, отличающийся тем, что газ между отдельными камерами охлаждают. 27. Способ по пп.21-26, отличающийся тем, что давление и температура в отдельных камерах устройства для сушки газа различаются. 28. Способ по пп.21-27, отличающийся тем, что необработанный газ подают в устройство для сушки при температуре от 100 до 200 С. 29. Способ по пп.21-28, отличающийся тем, что осушенный газ удаляют из устройства для сушки при температуре от 30 до 70 С. 30. Способ по пп.21-29, отличающийся тем, что необработанный газ подают в устройство для сушки под давлением от 10 до 50 бар.
МПК / Метки
МПК: B01D 53/26
Метки: разделения, риформинге, паровом, способ, конденсата, технологического
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/13-17779-sposob-dlya-razdeleniya-tehnologicheskogo-kondensata-v-parovom-riforminge.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ для разделения технологического конденсата в паровом риформинге</a>
Предыдущий патент: Абсорбирующее изделие
Следующий патент: Погрузочное устройство для агломерационной шихты с упругим отклоняющим матом
Случайный патент: Фармацевтические композиции на основе катехоламиновых производных и их применение