Номер патента: 22656

Опубликовано: 29.02.2016

Авторы: Гэйл Томас К., Дахлин Роберт С.

Есть еще 5 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ очистки сингаза, включающий:

a) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами, при этом указанный контакт происходит перед одним или несколькими каталитическими свечевыми фильтрами с целью образования очищенного сингаза; и

b) пропускание очищенного сингаза через один или несколько свечевых фильтров, содержащих смешанный катализатор деструкции, при этом способ включает охлаждение очищенного сингаза до температуры не выше 370°С и затем впрыскивание оксида азота (NO) в очищенный сингаз для удаления аммиака и смолы, вследствие чего образуется очищенный сингаз.

2. Способ по п.1, включающий:

a) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами перед одним или несколькими каталитическими свечевыми фильтрами и

b) пропускание сингаза через каталитические свечевые фильтры, которые содержат смешанный катализатор, вследствие чего смолы подвергаются крекингу с целью образования очищенного сингаза;

при этом катализатор на стадии (b) дополнительно стимулирует реакцию конверсии водяного газа, вследствие чего корректируется отношение газообразного водорода к угарному газу, присутствующих в очищенном сингазе.

3. Способ по п.1, включающий:

а) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами с целью поглощения загрязнителей, при этом один или несколько сорбентов выбирают из:

i) сорбента металла, выбранного из каолиновых глин или каолинсодержащих веществ, аморфных алюмосиликатов, алюминатов, силикатов и сорбентов на основе кальция;

ii) сорбента серы, выбранного из материала на основе кальция или кальцийсодержащего материала, сорбента на основе магния или сорбента на основе щелочи или их смесей;

iii) сорбента галогенидов, выбранного из материала на основе кальция или кальцийсодержащего материала, сорбентов на основе магния или сорбента на основе щелочи или их смесей;

iv) сорбентов, которые могут поглощать несколько загрязнителей;

при высоких температурах не ниже 700°С, при этом частицы сорбента захватываются расположенным далее по технологической цепочке фильтром с образованием очищенного сингаза;

b) пропускание очищенного сингаза, образованного на стадии (а), через каталитический крекирующий фильтрующий элемент, который содержит оксид или соль редкоземельных металлов, оксид или соль переходного металла или их комбинацию, вследствие чего образуется свободный от серы и металлов крекированный сингаз;

c) пропускание свободного от серы и металлов крекированного сингаза в зону охлаждения, при этом сингаз охлаждается до температуры не выше 370°С для образования охлажденного, свободного от серы и металлов крекированного сингаза;

d) пропускание охлажденного, свободного от серы и металлов крекированного сингаза в емкость, содержащую источник оксида азота, при этом оксид азота вступает в реакцию с аммиачными загрязнителями, присутствующими в свободном от серы и металлов крекированном сингазе с целью получения очищенного сингаза.

4. Способ по п.1, включающий:

a) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами, выбранными из:

i) каолиновых глин или каолинсодержащих веществ;

ii) сорбентов на основе кальция;

b) пропускание очищенного сингаза, образованного на стадии (а), через каталитический фильтрующий элемент, за счет чего удаляются твердые частицы и зола, при этом крекируются последующие смолы, каталитический фильтрующий элемент содержит оксид или соль редкоземельных металлов, оксид или соль переходного металла или их комбинацию, вследствие чего образуется очищенный сингаз.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что неочищенный сингаз получают из угля.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что неочищенный сингаз получают из биомассы, собранной из твердых или полужидких коммунально-бытовых отходов, прутьевидного проса, лесного опада, древесной щепы, водорослей, кукурузной соломы или стеблей риса.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из каолиновых глин, каолинсодержащих веществ, сорбентов на основе кальция или их смеси.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из материала на основе кальция или кальцийсодержащего материала, сорбента на основе магния, сорбента на основе щелочи или их смеси.

9. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из извести, измельченной извести, известняка или измельченного известняка.

10. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из гидроксида кальция, карбоната кальция, оксида кальция, доломита, оксида магния, макулатурной массы или бумажных отходов.

11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов или комбинация сорбентов подобраны так, что способны абсорбировать несколько загрязнителей.

12. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент серы содержит кальций, и добавляют такое количество сорбента серы, что отношение числа молей кальция к числу молей серы находится в пределах от 0,5:1 до 5:1.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор крекирования смолы вводят в поток сингаза перед тем, как сингаз попадет в каталитический фильтр.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что катализатор крекирования смолы выбирают из доломита или другого соединения и впрыскивают в сингаз до того, как он попадет в каталитический фильтр.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что каталитический свечевой фильтр содержит оксид никеля, переходный металл или редкоземельный металл на доломитовой подложке.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что каталитический свечевой фильтр содержит катализатор на основе никеля, осажденный на подложке, и дополнительно содержит один или несколько промоторов, выбранных из Li, K, Са или Mg.

17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что процесс проводится в установке газификации угля.

18. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент металла добавляют в сингаз перед тем, как он пройдет через крекирующий катализатор.

19. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что крекирующий катализатор является редкоземельным металлом, оксидом переходного металла или солью указанных металлов.

20. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что крекирующий катализатор является оксидом или солью платины, палладия, иридия, осмия, родия, рутения, рения, лантана, ванадия, никеля или их смеси.

21. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент металла поглощает следовые количества металлов, выбранных из свинца, кадмия, мышьяка, селена, натрия, калия и их комбинации.

22. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент серы поглощает серосодержащие соединения, выбранные из H2S, COS, CS2 и их комбинации.

23. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент галогенидов поглощает галогенидсодержащие загрязнители, выбранные из хлора, брома, фтора, йода, хлористого водорода, бромистого водорода, фтористого водорода, йодистого водорода и их комбинации.

Текст

Смотреть все

В данном документе раскрыты установка и способы очистки сингаза, генерированного в газогенераторе с псевдоожиженным слоем, согласно которым металлические загрязняющие вещества, в том числе щелочные металлы, галогены, твердые частицы, переходные металлы и серосодержащие загрязнители, удаляют перед каталитическим термическим крекингом смолы и аммиака. Далее раскрыты установка и способы удаления аммиака из сингаза. Заявка на данный патент устанавливает приоритет предварительной заявки Соединенных Штатов,регистрационный номер 61/107478, которая была подана 22 октября 2008 г. и которая полностью включена в данный документ в качестве ссылки. Область техники В данном документе раскрыт способ очистки сингаза, который образуется из угля или биомассы,например, в газогенераторе с псевдоожиженным слоем или в газ-лифт газогенераторе с газификацией в потоке, где примеси металлов, галоидные примеси и серосодержащие примеси удаляют с последующим удалением частиц и каталитическим термическим крекингом смолы и аммиачных примесей в объединенной и компактной системе. Кроме того, раскрыт способ удаления аммиака из сингаза. Уровень техники Использование сингаза, полученного газификацией угля и биомассы, является предметом возрастающего интереса в связи с требованиями к разработке новых методов генерирования энергии и производства альтернативных видов топлива. Вследствие интереса к распределенному производству энергии и производству жидких топлив возникла потребность в небольших компактных установках газификации,включающих в себя компактную, но, тем не менее, простую, надежную и эффективную систему очистки сингаза. Для систем распределенного производства энергии компактность, простота и надежность являются не менее важными характеристиками, чем эффективность. Без этих характеристик строительство и эксплуатация систем распределенного производства энергии будут слишком дорогостоящими из-за стоимости производимой электроэнергии или жидкого топлива. Кроме того, сингаз не должен содержать никаких загрязняющих примесей, таких как металлы, сера, аммиак, смолы, щелочные металлы, твердые частицы и т.д., чтобы избежать образования осадка и загрязнения расположенных далее в технологическом процессе таких чувствительных элементов, как лопасти газовых турбин, топливные элементы, газоразделительные мембраны и катализаторы риформинга сингаза, например катализаторы конверсии водяного газа (КВГ) или катализаторы Фишера-Тропша (ФТ). По этой причине в настоящее время существует потребность в компактных и эффективных процессах обработки сингаза с целью снижения в нем уровня смол, металлов, аммиака, галогенидов, твердых частиц и сернистых примесей. Сущность изобретения Углеродосодержащая биомасса, пригодная для производства синтетического газа (сингаза), содержит различные загрязняющие примеси, количество которых зависит от источника биомассы. Эти примеси включают соединения серы, соединения азота, галогениды, твердые частицы и металлы, а также другие загрязняющие вещества, например, смолы, которые присутствуют в биомассе или могут образоваться во время процесса газификации. Соединения серы удаляются как для устранения загрязнения самого по себе, так и для предотвращения загрязнения устройств, расположенных далее в технологическом процессе, и которые или используют сингаз в качестве источника топлива, или дальше перерабатывают сингаз для синтеза других полезных углеродсодержащих продуктов. Соединения азота, т.е. аммиак, закись азота и другие, также могут быть источником такого загрязнения, как оксид азота. Металлы, например калий,свинец и другие, обнаруживаются во всех биомассах в качестве составной части золы безуглеродного топлива. Металлы могут вступать в реакцию с веществами, содержащими другие элементы переработки и конверсии сингаза, которые снижают эффективность или каким-либо другим образом разрушают главный элемент. Например, калий и другие металлы могут вступать в реакцию и образовывать эвтектические твердые вещества, которые плавятся и скапливаются на поверхности фильтрующих элементов. Галогениды также постоянно повреждают дорогостоящие катализаторы, а твердые частицы могут повредить лопасти турбин и скрытые катализаторы. Топливные элементы не являются устойчивыми ко всем загрязнителям, которые обычно присутствуют в сингазе. В данном изобретении раскрыты способы производства сингаза, имеющего сниженный уровень металлов, соединений серы, смол, галогенидов, твердых частиц и аммиака. В указанном способе сочетается использование сорбентов на основе кальция для удаления серы и галогенидов и сорбентов на основе алюмосиликатов для поглощения и удержания паров, содержащих металлы, в газогенераторе с псевдоожиженным слоем или при впрыскивании перед свечевыми фильтрами в газогенераторе с газификацией в потоке с упомянутым выше фильтром из высокотемпературной пористой керамики для термического крекинга смол и аммиака и удаления твердых частиц. Кроме того, раскрывается применение оксида азота для удаления загрязняющих примесей аммиака из сингаза. Далее представлен способ увеличения срока службы керамических и металлических фильтров за счет улавливания металлов перед фильтром (или в зоне газификации или в свободном запасе, или на поверхности элементов свечевых фильтров, где сорбенты могут поглощать пары металлов, галогениды и серу из потока сингаза перед контактом и потенциально возможной реакцией с элементами фильтра). Разработаны сорбенты для каждой отдельной системы, газификатора и типа топлива. Например, чаще всего система впрыскивания сорбента конструируется для поглощения металлов, при этом сорбент покрывает поверхность элементов свечевого фильтра и смешивается с остальными твердыми частицами и в связи с этим тип впрыскиваемого сорбента и его загрузка будут специально подобраны для конкретного типа золы и угля и загрузки, которые характерны для конкретного газификатора и типа топлива. Погло-1 022656 щение и унос металла завершается впрыскиванием сорбента для поглощения металлов на одной или нескольких стадиях прохождения потока, например, после газификатора или наоборот - сорбенты могут быть добавлены в слой газификатора. Раскрыты также одна или несколько установок, которые можно адаптировать для впрыскивания сорбентов в любой точке по требованию разработчика рецептур. Эти и другие объекты, характерные черты и преимущества станут понятными специалистам в данной области техники после прочтения следующего подробного описания, фигур и прилагаемой формулы изобретения. Краткое описание фигур Фиг. 1 представляет собой стандартную модифицированную установку газификации, приспособленную для использования оксида азота для удаления аммиачных загрязнителей. Фиг. 2 представляет собой график зависимости количества нерастворимых металлов, обнаруженных в фильтрационном кеке после проведения испытаний по падению напряжения в восстановительной среде, от эквивалентных отношений сорбент/металл, измеренных в соответствующих фильтрационных кеках. Как показано на фиг. 2, во всех тестах в фильтрационном кеке было обнаружено очень малое количество растворимого кремния и алюминия, что указывает на то, что растворимые продукты реакции металл/сорбент почти не образовывались. Это также является доказательством того, что кристаллическая структура метакаолинита осталась неповрежденной и что расплавилось очень малое количество частиц. Более того, от 50 до 85% калия были нерастворимыми во всех фильтрационных кеках, благодаря чему можно сделать вывод, что произошло значительное реактивное поглощение калия. В силу этого данные,представленные на фиг. 2, указывают на значительное вырабатывание сорбента. На фиг. 2 предельные линии поглощения металла для эквивалентных отношений сорбент/металл указывают на то, что максимальный процент поглощения металла соответствует четырем различным эквивалентным отношениям = 1/1, 1/2, 1/4 и 1/8. Фиг. 3 представляет собой зону фильтрации, имеющую большое количество вытянутых свечевых фильтров из пористой керамики, которые используются для очистки сингаза. Фиг. 4 представляет собой вытянутый свечевой фильтр из пористой керамики, который имеет внешнюю и внутреннюю поверхность из пористой керамики и слой смешанного катализатора для крекинга смолы и аммиака. Фиг. 5 представляет собой типичную зону фильтрации, имеющую большое количество вытянутых свечевых фильтров из пористой керамики, оборудованную трубопроводом инертного газа для выдувания осадка твердых частиц с поверхности фильтра. Подробное описание изобретения Перед тем, как заявляемый способ будет описан, необходимо понять, что описанные в данном патенте аспекты не ограничены частичными вариантами осуществления изобретения, установкой или конфигурацией, и могут быть изменены. Необходимо также понимать, что представленная здесь терминология используется только с целью описания отдельных аспектов изобретения, и, если здесь специально не определено иное, не является ограничивающей. Все указанные здесь проценты, соотношения и пропорции являются весовыми, если не оговорено иное. Все температуры указаны в градусах Цельсия (С), если не оговорено иное. Все процитированные документы находятся в соответствующей части и включены в данный документ полностью в качестве ссылки; при этом ссылка на какой-либо документ не должна истолковываться как признание того, что он является известным уровнем техники по отношению к настоящему изобретению. В этом описании и в представленной ниже формуле изобретения используются термины, которые имеют следующие значения. В описании, если не оговорено иное, термин "включать" или такие его вариации, как "включает" или "включающий", подразумевает включение заданного компонента, характеристики, элемента или стадии, или группы компонентов, характеристик, элементов или стадий, но не исключение какого-либо другого целого элемента или стадии, или группы целых элементов или стадий. Необходимо отметить, что, как используется в этом описании и прилагаемой формуле изобретения,формы единственного числа включают формы множественного числа, если точно не оговорено иного. Таким образом, например, выражение "фармацевтический носитель" включает смесь двух или нескольких таких носителей и т.д."При необходимости" или "необязательно" означает, что описываемые далее событие или обстоятельства могут или не могут произойти, и что это условие включает отдельные случаи, когда указанное событие или обстоятельства происходят, и отдельные случаи, когда указанное событие или обстоятельства не происходят. Диапазоны величин в данном документе можно выразить с помощью "приблизительно" от одной определенной величины и/или до "приблизительно" другой определенной величины. Когда такой диапазон указан, другая сторона включает от одной определенной величины и/или до другой определенной величины. Аналогично, когда величины выражены как приближения, с помощью априори "приблизительно" можно будет понять, что эта определенная величина образует другую сторону. Далее станет понятно, что предельные значения каждого из диапазонов являются важными как по отношению ко второ-2 022656 му предельному значению, так и независимо от него. Весовой процент (вес.%) компонента, если специально не указано обратное, рассчитан исходя из общего веса химического соединения или композиции, куда входит указанный компонент. Используемый здесь термин "контакт" означает физический контакт как минимум одного вещества с другим веществом. Используемые здесь термины "достаточное количество" и "достаточное время" означают количество и время, необходимые для достижения требуемого результата или результатов, например, растворения части полимера. Широко используемые здесь термины "примесь" и "смесь" означают физическую комбинацию двух или нескольких различных компонентов. В случае сорбентов примесь или смесь сорбентов является механической смесью двух или нескольких различных сорбентов, в отличие от одного сорбента, который является индивидуальным химическим веществом. Например, СаО является отдельным сорбентом и не является смесью кальция и кислорода. Используемый термин "сингаз" включает смесь оксида углерода, диоксида углерода, водорода и других газов, полученных по реакции углеродсодержащего топлива с паром и кислородом. Источниками углерода являются уголь, биомасса и твердые коммунально-бытовые отходы. Используемый здесь термин "неочищенный сингаз" означает сингаз, который не прошел стадию или процесс очистки, например не прошел стадию заключительной фильтрации, т.е. через свечевой фильтр, содержащий катализатор деструкции. Неочищенный сингаз может образоваться внутри раскрытой установки, например, при газификации угля или биомассы в слое жидкой смеси в описываемой установке. Например, термин "неочищенный сингаз" может означать газ, выходящий в свободный объем из зоны газификации, где он подвергался обработке для удаления металлов и соединений серы. Кроме того,неочищенный сингаз может быть отдельно предварительно обработан и направлен на вторую установку,оснащенную описанными здесь очищающими элементами. Неочищенный сингаз также образуется в установке газификации, где на различных стадиях и перед попаданием в зону фильтрации он может содержать измельченные твердые частицы, смолы и металлические загрязняющие примеси. Используемый здесь термин "очищенный сингаз" означает сингаз, который вступил в контакт по меньшей мере с одним сорбентом. Этот сорбент может быть сорбентом, который пригоден для удаления металлов, серы и других загрязнителей. Очищенный сингаз содержит смолы и другие углеводородные полимеры и поэтому пропускается через катализатор деструкции или другие устройства для удаления смол и/или других полимеров. Используемый здесь термин "источник биомассы" означает любой углеродосодержащий материал,который может быть газифицирован. Хотя уголь и не образует биомассу, он также включен в качестве потенциального источника топлива для систем газификации, которые здесь обсуждаются. Другими неограничивающими примерами источника биомассы являются твердые или полужидкие коммунальнобытовые отходы, прутьевидное просо, лесной опад, древесная щепа, водоросли, кукурузная солома и стебли риса. Используемый здесь термин "зона газификации" в некоторых вариантах осуществления изобретения может означать "псевдоожиженный слой " или "кипящий слой". Используемый здесь термин "свободный объем" означает пространство над относительно плотным псевдоожиженным кипящим слоем твердых частиц, в котором более мелкие частички отделяются от всего слоя и уносятся из емкости потоком газа. Используемый здесь термин "очищенный сингаз" означает газ, вышедший из устройства газификации, или газ, собранный в накопительной камере, который прошел очистку от металлов и соединений серы и очистку от смол и примесей аммиака. Используемые здесь термины "крекинг", "крекированный" и различные вариации этих слов означают, что углеводороды, содержащие больше одного атома углерода, вступили в реакцию с подходящим катализатором, в результате которой было получено химическое соединение с одним атомом углерода. Например, неочищенный газ, содержащий этан, может быть крекирован до любого моноуглеродного соединения, необходимого разработчику рецептур, например оксида углерода, диоксида углерода, метана и т.д. Используемый здесь термин "смола" относится к углероду, содержащему вещества, в состав которых входят такие ароматические соединения, как бензол, нафталин и т.д., полициклические углеводороды и углеводороды, имеющие в своем составе один или больше гетероатомов, а именно азот и серу. Используемый здесь термин "топливная зола" означает неуглеродную часть источника неочищенного газа. Например, источник угля, содержащий до 10% металлов, соединений серы и т.д., имеет 10 мас.% топливной золы. Представленный способ очистки удаляет топливную золу из сингаза, который генерируется из угля и биомассы. Разработчик способа и установки для очистки сингаза может при необходимости видоизменять раскрываемый способ очистки и установку. Раскрываемые способ обработки и установка предоставляют некоторые преимущества в очистке сингаза. Чем выше будет степень чистоты полученного газа, тем меньшим окажется отрицательное воздействие при его использовании. Например, сингаз, используемый для производства энергии, содержит различные загрязняющие вещества, которые могут повредить горелки через засорение металлами и золой. Желательно также, чтобы сингаз, используемый для конверсии с помощью процесса Фишера-Тропша, был свободен от нежелательных загрязняющих примесей. В данном документе раскрывается система очистки сингаза, состоящая из нескольких технологий очистки сингаза, объединенных в компактную систему с дополнительными технологиями для конверсии сингаза, для обработки сингаза, полученного с помощью различных процессов газификации, для производства синтетических топлив из таких углеродистых материалов, как уголь, кокс, мазут, древесная щепа, твердые коммунально-бытовые отходы, отходы сельскохозяйственного производства, водоросли,зерновые культуры, специально предназначенные для получения биомассы. Тяжелые металлы, присутствующие в неочищенном сингазе, могут засорять расположенные далее в технологической цепочке фильтры для удаления золы и других измельченных твердых частичек. Сорбенты металлов могут быть установлены в псевдоожиженном слое, над ним и в любой точке перед тем, как неочищенный сингаз попадет в фильтр. Кроме того, сингаз содержит другие нежелательные вещества, в состав которых обычно входят фенолы, ароматические углеводороды, аммиак, цианид водорода, алифатические углеводороды и другие. Способ очистки Раскрываемый способ очистки может быть адаптирован для использования в любой совместимой емкости или в любом оборудовании, содержащем элементы, описанные выше. Например, для очистки образующегося газа можно использовать существующую установку газификации угля или биомассы или несколько установленных параллельно или последовательно таких установок, к примеру, при газификации или очистке угля или при вторичной очистке существующего источника неочищенного сингаза. В одном варианте осуществления способ включает: а) контактирование сингаза с одним или несколькими сорбентами для поглощения металлов, серы и галогенидов перед каталитическим свечевым фильтром с целью образования очищенного сингаза; б) пропускание очищенного сингаза через свечевой фильтр, содержащий смешанный катализатор деструкции, при этом удаляют аммиак и смолы, вследствие чего образуется очищенный сингаз. В другом варианте осуществления раскрываемый способ включает: а) контактирование сингаза с одним или несколькими сорбентами для поглощения металлов, серы и галогенидов перед каталитическим свечевым фильтром; б) пропускание сингаза через каталитический свечевой фильтр, содержащий смешанный катализатор, который крекирует смолы с целью образования очищенного газа; при этом катализатор на стадии (б) обеспечивает реакцию конверсии водяного газа, вследствие чего корректируется отношение газообразного водорода к угарному газу, присутствующих в очищенном сингазе. При этом одна стадия цикла этого варианта способа включает: а) контактирование источника неочищенного газа с одним или несколькими сорбентами, выбранными из:i) каолиновых глин или каолинсодержащих веществ; ii) сорбентов на основе кальция; за счет чего удаляются загрязняющие примеси металлов и серы для образования очищенного сингаза; и б) пропускание очищенного сингаза, образованного на стадии (а), через каталитический фильтрующий элемент, благодаря чему удаляются твердые частицы и зола, при этом крекируются последующие смолы, причем каталитический фильтрующий элемент содержит оксид или соль редкоземельных металлов, оксид или соль переходного металла или их комбинацию, вследствие чего образуется очищенный сингаз. Другая стадия цикла этого варианта способа включает: а) контактирование источника неочищенного газа, генерированного в псевдоожиженном слое установки газификации угля или биомассы, с примесью сорбента, содержащего:i) каолиновые глины или каолинсодержащие вещества;ii) сорбенты на основе кальция; благодаря чему удаляются загрязняющие примеси металлов и серы, чтобы образовался очищенный сингаз; и б) пропускание сингаза, образованного на стадии (а), через каталитический крекирующий фильтрующий элемент, за счет чего удаляются твердые частицы, зола, крекинг-смолы и другие углеводородные компоненты, причем крекирующий фильтр содержит оксид или соль редкоземельных металлов, оксид или соль переходного металла или их комбинацию, вследствие чего образуется очищенный сингаз. В одном варианте осуществления изобретения каолиновая глина и сорбенты на основе кальция впрыскиваются против потока перед свечевыми фильтрами. Очищенный газ может содержать от приблизительно 0,1 вес.ч. на 1 млрд (1,010-7%) до приблизительно 100 вес.ч. на 1 млн (0,1%) любой отдельной загрязняющей примеси. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения очищенный сингаз содержит от приблизительно 100 вес.ч. на 1 млрд до приблизительно 1 вес.ч. на 1 млн любой отдельной загрязняющей примеси. Сорбенты для металлов могут быть из любого вещества, которое способно поглощать, вступать в реакцию, абсорбировать или каким-либо другим образом захватывать металл, присутствующий в исходном веществе сингаза. Например, сорбент металла может быть кристаллической алюмосиликатной глиной. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения металлическим сорбентом является каолиновая глина. В состав металлических загрязняющих веществ могут входить As, Be, Cd, Co, Cr, Fe,K, Na, Ni, Mn, Pb, Sb и Se. В случае сингаза, полученного из биомассы или лигнита, концентрации калия и натрия будут преобладать перед другими возможными металлическими загрязнителями. По этой причине в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения был выбран сорбент, который обеспечивает удаление примесей калия и натрия. Удаление металла означает, что очищенный сингаз содержит не более 10000 вес.ч. на 1 млрд (0,01%) любой отдельной загрязняющей металлической примеси. В другом варианте осуществления настоящего изобретения металлические загрязнители были снижены до уровня меньше чем приблизительно 1000 вес.ч. на 1 млрд, а в одном из последующих вариантов осуществления настоящего изобретения содержание металлических загрязняющих примесей было снижено до уровня ниже чем приблизительно 100 вес.ч. на 1 млрд. В одном примере каолиновые глины или каолинсодержащие вещества могут поглощать следовые количества таких металлов, как свинец, кадмий, натрий и калий, а сорбенты на основе кальция могут поглощать такие серосодержащие соединения, как H2S, COS или CS2. Одним из полезных источников металлических сорбентов является побочный продукт бумажной промышленности, который содержит каолиновую глину. Каолиновая глина используется при производстве бумажной продукции, и может содержать до 60 мас.% некоторых обезуглероженных видов полужидких отходов со стадии удаления типографской краски. Сорбенты, изготовленные из этого вещества,будут иметь преимущества, связанные как с разновидностями кальция в сорбенте, так и с каолиновой глиной. Сорбенты на основе кальция будут поглощать некоторые виды металлов, а определенные разновидности кальция будут также поглощать соединения серы и галогенидов. Кальций также помогает крекировать некоторые тяжелые смолы. Все указанные механизмы поглощения зависят от температуры. При эксплуатации сорбент металлов может содержать от приблизительно 0,01 до приблизительно 100 мас.% остатка топливной золы. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сорбент металлов содержит от приблизительно 1 до приблизительно 10 мас.% остатка топливной золы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения сорбент металлов содержит от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.% остатка топливной золы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения сорбент металлов содержит от приблизительно 1 до приблизительно 2 мас.% остатка топливной золы. В следующем варианте осуществления настоящего изобретения сорбент металлов содержит от приблизительно 0,01 до приблизительно 2 мас.% остатка топливной золы. В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения сорбент металлов содержит от приблизительно 0,1 до приблизительно 2 мас.% остатка топливной золы. Однако при использовании сорбент металлов может содержать любое количество от приблизительно 0,01 до приблизительно 100 мас.% остатка топливной золы, например 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 и 10 мас.%. Весовой процент сорбента металлов может быть нецелочисленным,например 0,055; 0,33 и 4,92 мас.%. Кроме того, количество сорбента во время процесса очистки может изменяться из-за изменений исходного вещества сингаза, например из-за изменения уровней металлических загрязнителей при использовании различных источников в качестве исходного вещества сингаза. Сорбент для серы может быть из любого вещества, которое способно поглощать, вступать в реакцию или абсорбировать серосодержащие соединения, присутствующие в исходном веществе сингаза или были образованы во время процесса очистки от загрязнений. Например, сорбент серы может быть изготовлен на основе кальция или быть кальцийсодержащим материалом. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сорбентом серы является известь, измельченная известь, известняк, измельченный известняк и т.д. В другом варианте осуществления настоящего изобретения этим сорбентом является гидроксид кальция (Са(ОН)2), карбонат кальция (СаСО 3), оксид кальция (СаО) и т.д., а также их смеси. Удаляемые серосодержащие соединения могут быть органическими и неорганическими соединениями серы. Примеры включают, но не ограничивают, H2S, COS, CS2 и т.д. При использовании количество сорбента серы корректируется в зависимости от количества серы,присутствующей в исходном материале, например в угле, биомассе или отходах. По этой причине содержание кальция в сорбенте (всех впрыснутых типов) корректируется таким образом, чтобы отношение числа молей кальция к числу молей серы находилось в пределах приблизительно от 0,5:1 до приблизительно 5:1. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения отношение числа молей кальция к числу молей серы находится в пределах приблизительно от 1:1 до приблизительно 5:1. В другом варианте осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция к сере находится в пределах приблизительно от 2:1 до приблизительно 5:1. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция к сере находится в пределах приблизительно от 0,5:1 до приблизительно 2:1. В следующем варианте осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция к сере находится в пределах приблизительно от 1:1 до приблизительно 1,5:1. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция к сере составляет приблизительно 1:1. Кроме того, количество сорбента во время процесса очистки может изменяться из-за накопления абсорбента, или оно может регулироваться для компенсации каких-либо изменений содержания исходного материала сингаза, например изменения уровней загрязнения серой при использовании различных источников исходного материала сингаза. Количество используемого сорбента серы также можно определить с помощью корректировки отношения количества сорбента к присутствующему количеству загрязнителей серой, исходя из отношения количества атомов кальция в сорбенте к количеству атомов серы в сингазе. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция в сорбенте серы к сере в сингазе лежит в пределах приблизительно от 5:1 до приблизительно 1:1. В другом варианте осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция в сорбенте серы к сере в сингазе лежит в пределах приблизительно от 2:1 до приблизительно 1:1. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция в сорбенте серы к сере в сингазе лежит в пределах приблизительно от 1,5:1 до приблизительно 1:1. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения мольное отношение кальция в сорбенте серы к сере в сингазе лежит в пределах приблизительно от 1:1 до приблизительно 1:2. Однако разработчик композиций может откорректировать количество сорбентов таким образом,что очищенный сингаз может содержать большее или меньшее количество загрязняющих веществ. Например, в зависимости от использования, некоторые сингазы должны быть гораздо лучше очищены от металлических загрязнителей, чем другие. Сингазу, который используется для объемного нагревания,может потребоваться меньшая степень очистки, т.е. допустимым является более высокий уровень загрязнителей, тогда как для сингаза, который применяется в установке, возможно, необходима повышенная чистота. По этой причине неочищенный сингаз, попадающий в свечевой фильтр, может содержать меньше чем приблизительно 1 ч. на 1 млн одного или нескольких металлов. В другом варианте осуществления настоящего изобретения неочищенный сингаз, попадающий в свечевой фильтр, может содержать меньше чем приблизительно 100 ч. на 1 млрд одного или нескольких металлов. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения неочищенный сингаз, попадающий в свечевой фильтр, может содержать меньше чем приблизительно 10 ч. на 1 млрд одного или нескольких металлов. В более позднем варианте осуществления настоящего изобретения неочищенный сингаз, попадающий в свечевой фильтр, может содержать меньше чем приблизительно 1 ч. на 1 млрд одного или нескольких металлов. Когда во время работы источник неочищенного сингаза вступает в контакт с сорбентами, то такой контакт может происходить при температурах как минимум не ниже приблизительно 700 С. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения температура контакта находится в пределах приблизительно от 700 до приблизительно 1300 С. В другом варианте осуществления настоящего изобретения температура контакта лежит в пределах приблизительно от 815 до приблизительно 875 С. Однако температура свыше 700 С может быть любой, например 815, 816, 817, 818, 819, 820, 821, 822, 823, 824, 825,82 б, 827, 828, 829, 830, 831, 832, 833, 834, 835, 836, 837, 838, 839, 840, 841, 842, 843, 844, 845, 846, 847,848, 849, 850, 851, 852, 853, 854, 855, 856, 857, 858, 859, 860, 861, 862, 863, 864, 865, 866, 867, 868, 869,870, 871, 872, 873, 874 и 875 С. Впрочем, температура контакта может принимать любое нецелочисленное значение в диапазоне от приблизительно 750 до приблизительно 1200 С, например 830,5, 843,7 или 851,88 С. Раскрытый способ очистки можно адаптировать для удаления загрязнителей аммиачного газа перед входом обработанного газа в зону заключительной фильтрации. Для обратного избирательного каталитического восстановления (обратного ИКВ) используется та же реакция, что и для удаления оксида азота(NO) из потока отработанных газов в обычной электростанции, работающей на угле. Ниже приведено уравнение 1 для этой реакции: 6NO+4NH35N2+6H2O (уравнение 1) В данном способе вместо впрыскивания аммиачного газа в поток для удаления оксидов азота, т.е. если соединения NOx присутствуют в качестве загрязнителей, оксид азота впрыскивается в поток неочищенного газа для удаления загрязняющего аммиака. Если используется указанная реакция, то обработанный газ, вышедший из газогенератора с псевдоожиженным слоем, должен быть охлажден перед входом в примыкающую емкость, где произойдет каталитическая реакция между NO и NH3. Диапазон требуемых для этой реакции температур составляет 300-450 С. Недостаток добавления оксида азота состоит в том, что он может вступать в реакцию с оксидом углерода, который присутствует в сингазе, полученном в установке газификации, например, в газификаторе угля или биомассы. Эта нежелательная реакция представлена в уравнении 2 ниже: 2NO+2CON2+2CO2 (уравнение 2) По этой причине следующий вариант осуществления настоящего раскрытия относится к способу очистки сингаза и включает: а) контактирование неочищенного сингаза с примесью сорбентов, выбранных из:i) каолиновых глины или каолинсодержащих веществ, аморфных алюмосиликатов, алюминатов,-6 022656 силикатов и сорбентов на основе кальция, которые поглощают такие содержащиеся в ничтожных количествах металлы, как свинец, кадмий, мышьяк, селен, натрий и калий;ii) сорбентов на основе кальция, которые поглощают такие серосодержащие соединения, как H2S,COS и CS2; иiii) сорбентов на основе кальция или магния, которые поглощают такие галогенидсодержащие загрязнители, как хлор, бром, фтор, йод, хлористый водород, бромистый водород, фтористый водород и йодистый водород, иiv) сорбентов, которые могут поглощать несколько загрязнителей, перечисленных в пунктах (i)-(iii); при высоких температурах не ниже приблизительно 700 С, вследствие чего происходит улавливание частицами сорбента одного или нескольких загрязнителей, таких как металлы, соединения серы и галогениды, при этом частицы сорбента захватываются расположенным далее по технологической цепочке фильтром с целью образования очищенного сингаза; б) пропускание очищенного сингаза, образованного на стадии (а), через каталитический крекирующий фильтрующий элемент, благодаря чему удаляются частицы сорбента, зола, крекинг-смолы и другие углеводородные компоненты, при этом крекирующий фильтр содержит оксид или соль редкоземельных металлов, оксид или соль переходного металла или их комбинацию, вследствие чего образуется свободный от серы и металлов крекированный сингаз; в) пропускание свободного от серы и металлов крекированного сингаза в зону охлаждения, при этом сингаз охлаждается до температуры не выше 370 С для образования охлажденного, свободного от серы и металлов крекированного сингаза; и г) пропускание охлажденного, свободного от серы и металлов крекированного сингаза в емкость,содержащую источник оксида азота, при этом оксид азота вступает в реакцию с аммиачными загрязнителями, присутствующими в свободном от серы и металлов крекированном сингазе с целью получения очищенного сингаза. Фиг. 1 представляет собой стандартную модифицированную установку газификации угля или биомассы 100, где оксид азота может быть впрыснут в какой-то точке после выхода очищенного газа за установкой газификации, вследствие впрыскивания оксида азота (NO) в обрабатываемый газ обработанный сингаз и охлаждается для удаления загрязняющего аммиачного газа в соответствии с уравнением 1. Характерные компоненты модифицированной установки газификации 110 следующие: зона газификации А', свободный запас В, зона накопления С, зона фильтрации D, накопительная камера Е, зона охлаждения F, зона реакции оксида азота G, впускное отверстие для топлива 120, впускное отверстие для кислорода/пара 130, выпускное отверстие для шлака и/или рециркуляции 140, фильтры 150, впускной патрубок для отдачи газов 160, выпускное отверстие для обработанного сингаза 170, впускной патрубок для обработанного сингаза 175, выпускное отверстие для охлажденного обработанного газа 180, впускное отверстие для охлажденного обработанного газа 185, впускное отверстие для оксида азота 190 и выпускное отверстие для очищенного сингаза 195. В дополнение к обработке сингаза оксидом азота в зоне G, в любом месте процесса, подогнанного под конкретную установку, могут быть добавлены сорбенты металлов и серы для удаления загрязнителей, т.е. металлов и серосодержащих соединений и т.п., а также для крекинга присутствующих в сингазе смол. Кроме того, раскрыт также способ защиты фильтра от повреждения из-за металлических загрязнителей, включающий впрыскивание сорбента металла перед зоной фильтрации. Фиг. 3 изображает стандартную зону фильтрации 300, которую можно использовать как часть процесса очищения сингаза. В зоне фильтрации 300 установлено некоторое количество свечевых фильтров 310 для обработки потока сингаза 320, который обычно вступал в контакт с одним или несколькими сорбентами металла или серы. После прохождения через фильтры очищенный сингаз собирается в камере 340 и выходит в виде потока 330. Очищенный сингаз может быть дополнительно обработан далее по направлению струи, например,может вступить в контакт с оксидом азота для дальнейшего удаления какого-либо наличного аммиака. Фиг. 4 изображает вид в разрезе стандартного свечевого фильтра 400, имеющего уплотненный слой вещества катализатора 410, способного производить термический крекинг загрязнителей в виде смолы и аммиака, присутствующих в сингазе. Слой вещества катализатора 410 вставлен между двумя расположенными друг напротив друга стенками из пористой керамики 420 и 422 таким образом, что поток сингаза 430 может пройти сквозь внешнюю керамическую стенку 420 и таким образом вступить в контакт с веществом катализатора 410, вследствие чего аммиак может быть удален, а смолы - подвергнуты термическому крекингу. Затем сингаз проходит сквозь внутреннюю керамическую стенку 422 и выходит из свечевого фильтра очищенным. Стандартный серийно выпускаемый свечевой фильтр, как показано на фиг. 4, включает фильтры,разработанные компанией "PALL" и описанные в работе Nacken et al. "Development of a tar reformingcatalyst for integration in a ceramic filter element and use in hot gas cleaning", Ind. Eng. Chem. Res. 46, p. 1945-1951 (2007), полностью включенной в данный документ с помощью ссылки. Удлиненный свечевой фильтр из пористой керамики может содержать любой смешанный катализатор, который способен крекировать любые загрязнители из смол и аммиака, содержащиеся в неочищенном сингазе. Свечевые фильтры могут включать катализаторы деструкции для удаления как тяжелых смол, так и смол с низкомолекулярным весом, например нафталина и фенолов. Примерами такого катализатора являются, но не ограничиваются, никель и другие переходные металлы, которые наносятся на оливин[(Mg,Ni)2SiO4] и другие минералы, например на глинозем, обладающий прочной кристаллической решеткой, или на стеклокерамику, т.е. те, которые были впервые описаны в работе Felix L. "Thermally Impregnated Ni-Olivine Catalysts for Decomposing TAR in Biomass Gasification", Paper, B5.3, 16th EuropeanBiomass Conference and Exhibition, Valencia, Spain, June 2-6 (2008), полностью включенной в данный документ с помощью ссылки. Кроме того, в качестве катализатора и/или сорбента для крекинга смол перед системой фильтрации или как часть слоя катализатора, размещенного внутри свечевого фильтра, может использоваться доломит (CaMg(CO3)2). Сразу же после активации, например, после обжига при температуре около 800 С,металлы, в числе других железо и никель, можно добавлять для усиления каталитической способности крекирования смол. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения доломит и оксид кальция могли быть впрыснуты в сингаз перед свечевыми фильтрами для удаления серы, кислот, следов металлов и других загрязнителей, не поглощенных другими сорбентами, которые могут присутствовать дополнительно. Кроме того, загрязнение никелем можно предотвратить с помощью размещения Ni на подложке из оксида алюминия вместе с такими промоторами, как Li, K, Са и Mg. Изменяя электрическое состояние и геометрию поверхностного слоя катализатора, промоторы изменяют свободную энергию поверхности кристаллографических плоскостей, благодаря чему высвобождаются электроны в кристаллит никеля, что ослабляет образование деактивированного никеля в форме NiS. Еще одним соединением никеля, которое может быть использовано в качестве катализатора деструкции смол, является NiMo. Другие неограничительные примеры катализаторов деструкции смол включают Al2O3, CaO, SiO2 и CuMn. Фиг. 5 представляет альтернативную компоновку зоны очистки, где в свечевом фильтре дополнительно установлена пылезащитная крышка для сбора золы, сажи и других материалов, которые не смогли пройти сквозь поры внешней стенки свечевого фильтра. Фиг. 5 изображает зону фильтрации 500,имеющую накопительную камеру 510, модифицированную для включения трубопровода для отдачи инертного газа 520, как показано на фигуре. Из приведенного примера видно, что поток инертного газа 530 а входит в трубопровод 520 через впускное отверстие 530, направляется вниз по полым трубкам 550 в один или несколько свечевых фильтров 540 и выдувает вещество в виде твердых частиц, собранное на пылезащитной крышке. Когда используется трубопровод отдачи, очищенный сингаз может дополнительно выходить через выпускное отверстие 560 в виде потока 560 а. Удаление аммиака из сингаза. Пример 1. Реакторная трубка, имеющая внутренний диаметр 3,5 см, длину нагреваемой зоны 114 см и высоту слоя катализатора 60 см, была обработана сингазом. Сингаз состоит из газообразного азота, содержащего 40000 ч. на 1 млн (4 вес.%) аммиака. Сингаз был введен в реакторную трубку со скоростью подачи 10 л/мин, обеспечивая время пребывания газа в слое катализатора приблизительно 3,5 с. Оксид азота был введен в поток сингаза непосредственно перед слоем катализатора. Температура нагреваемой зоны находилась в пределах от приблизительно 260 до приблизительно 450 С. Испытания проводились при атмосферном давлении. Указанная система имитировала генерацию около 3000 ч. на 1 млн NH3 при давлении газификатора около 16 бар. Результаты этих экспериментов показаны в табл. 1. Таблица 1 Пример 2. Как описано ранее, оксид азота может вступать в нежелательную побочную реакцию с оксидом углерода сингаза с образованием газообразного азота и диоксида углерода. Представленный процесс проводится в условиях, когда эта нежелательная реакция устраняется совсем, или интенсивность ее значительно снижается. К потоку сингаза из примера 1 были добавлены оксид углерода и газообразный водород. При температурах ниже 370 С потребление оксида углерода оксидом азота стало не таким явным. При температуре 260 С количество аммиака в потоке сингаза снизилось с приблизительно 40000 ч. на 1 млн до приблизительно 560 ч. на 1 млн, т.е. уменьшилось на 98,6% при использовании для NO:NH3 мольного отношения приблизительно 2,5:1. При мольном отношении для NO:NH3 приблизительно 2:1 было достигнуто снижение аммиака на уровне 84%. Если применить приведенные выше результаты к сингазу с концентрацией аммиака 3000 ч. на 1 млн, то концентрация оксида углерода снизится всего лишь с 15% до 14,7% от потока сингаза при мольном отношении для NO:NH3 приблизительно 2,5:1. При мольном отношении для NO:NH3 приблизитель-8 022656 но 2:1 уровень оксида углерода снизится только до 14,85% от потока сингаза. Поэтому представленный способ обеспечивает удаление аммиачных загрязнений, присутствующих в сингазе, но очень слабо влияет на уровень оксида карбона или не влияет на него вообще. Удаление металлических загрязнителей из сингаза. Пример 3. В реакторе с неподвижным слоем катализатора были проведены испытания, моделирующие каталитический фильтрующий элемент, чтобы было легче добавлять загрязняющие металлы. Реактор имел модифицированный катализатор крекинга в псевдоожиженном слое. В этом примере тестировался модифицированный материал на основе оксида рутения. Средний размер частиц катализатора составлял 70 мкм. Температура поддерживалась в районе 425 С. Сингаз из газификатора угля с газификацией в потоке проходил сквозь реактор под давлением 220 фунтов на кв.дюйм, а крекинг различных органических веществ оценивался с помощью инфракрасного Фурье-анализа газа, входящего в реактор и выходящего из него. В табл. 2 представлены данные, полученные в результате непрерывной 60-часовой очистки сингаза. Таблица 2 Пример 4. Для оценки эффективности поглощения высокотемпературными сорбентами металлов из сингаза и защиты от повреждения раскрытых фильтров, т.е. защиты катализаторов, были проведены следующие испытания. Для моделирования впрыскивания сорбентов металлов перед зоной фильтрации транспортного газификатора были проведены испытания в трубчатой печи при поддерживаемой температуре в районе 815 С. Сингаз из газификатора угля с газификацией в потоке проходил под давлением около 220 фунтов на кв.дюйм сквозь трубку в трубчатой печи, на выходе которой он прошел сквозь металлокерамический фильтр. На входе реактора была установлена камера для испарения известного количества металла в сингаз. Чтобы впрыснуть сорбент, используемый для поглощения следов металла, вдоль центральной оси реактора была установлена трубка. Конец этой трубки можно было вставлять в различных положениях в реакторе для варьирования времени резонанса сорбента в сингазе перед прохождением через фильтр с целью измерения эффективности времени резонанса и эффективности поглощения сорбентом добавленного металла. Фиг. 2 представляет собой график зависимости количества металлов, обнаруженных в фильтрационном кеке после проведения испытаний "Скользящего потока", от отношения сорбент/металл. Различные измерительные точки на фиг. 10 указывают количество нерастворимого калия/каолинита, исходя из количества кремния, присутствующего в фильтре, количество нерастворимого калия/каолинита, исходя из количества алюминия, присутствующего в фильтре количество нерастворимого кремния/каолинита, исходя из количества алюминия, присутствующего в фильтре и количество нерастворимого алюминия/каолинита, исходя из количества алюминия, присутствующего в фильтре. Поглощение металла тестировалось при четырех равноценных отношениях сорбента каолинита к металлу (калий из K2O): 1:1, 1:2, 1:4 и 1:8. Как показано на фиг. 2, при всех тестируемых отношениях в фильтрационном кеке было обнаружено очень малое количество растворимого кремния и алюминия, что указывает на то, что растворимые эвтектические продукты металл/сорбент почти не образовывались. Кроме того,эти результаты предоставляют доказательство того, кристаллическая структура метакаолинита осталась неповрежденной, и что расплавилось очень малое количество частиц. Как показано, от 50% до 85% калия, образовавшегося в частицах, были нерастворимыми, благодаря чему можно сделать вывод, что произошло значительное реактивное поглощение калия, и что образовавшиеся продукты калий/сорбент являются устойчивыми. Анализ, проведенный с помощью растровой электронной микроскопии (РЭМ) и энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС), показал, что калий в сингазе имел возможность контактировать со свечевыми фильтрами на основе алюминида железа без впрыскивания сорбента. Затем калий вступал в реакцию с элементами свечевого фильтра, начинал их разрушать и даже вытеснял и отрывал алюминий от материала фильтра. Хотя частные случаи осуществления данного изобретения были проиллюстрированы и описаны,для специалистов в данной области техники является очевидным, что можно произвести различные другие изменения и модификации без выхода за пределы притязаний по данному изобретению. Поэтому предполагалось охватить в прилагаемой формуле изобретения все такие изменения и модификации, находящиеся в рамках этого раскрытия.a) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами, при этом указанный контакт происходит перед одним или несколькими каталитическими свечевыми фильтрами с целью образования очищенного сингаза; иb) пропускание очищенного сингаза через один или несколько свечевых фильтров, содержащих смешанный катализатор деструкции, при этом способ включает охлаждение очищенного сингаза до температуры не выше 370 С и затем впрыскивание оксида азота (NO) в очищенный сингаз для удаления аммиака и смолы, вследствие чего образуется очищенный сингаз. 2. Способ по п.1, включающий:a) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами перед одним или несколькими каталитическими свечевыми фильтрами иb) пропускание сингаза через каталитические свечевые фильтры, которые содержат смешанный катализатор, вследствие чего смолы подвергаются крекингу с целью образования очищенного сингаза; при этом катализатор на стадии (b) дополнительно стимулирует реакцию конверсии водяного газа,вследствие чего корректируется отношение газообразного водорода к угарному газу, присутствующих в очищенном сингазе. 3. Способ по п.1, включающий: а) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами с целью поглощения загрязнителей, при этом один или несколько сорбентов выбирают из:i) сорбента металла, выбранного из каолиновых глин или каолинсодержащих веществ, аморфных алюмосиликатов, алюминатов, силикатов и сорбентов на основе кальция;ii) сорбента серы, выбранного из материала на основе кальция или кальцийсодержащего материала,сорбента на основе магния или сорбента на основе щелочи или их смесей;iii) сорбента галогенидов, выбранного из материала на основе кальция или кальцийсодержащего материала, сорбентов на основе магния или сорбента на основе щелочи или их смесей;iv) сорбентов, которые могут поглощать несколько загрязнителей; при высоких температурах не ниже 700 С, при этом частицы сорбента захватываются расположенным далее по технологической цепочке фильтром с образованием очищенного сингаза;b) пропускание очищенного сингаза, образованного на стадии (а), через каталитический крекирующий фильтрующий элемент, который содержит оксид или соль редкоземельных металлов, оксид или соль переходного металла или их комбинацию, вследствие чего образуется свободный от серы и металлов крекированный сингаз;c) пропускание свободного от серы и металлов крекированного сингаза в зону охлаждения, при этом сингаз охлаждается до температуры не выше 370 С для образования охлажденного, свободного от серы и металлов крекированного сингаза;d) пропускание охлажденного, свободного от серы и металлов крекированного сингаза в емкость,содержащую источник оксида азота, при этом оксид азота вступает в реакцию с аммиачными загрязнителями, присутствующими в свободном от серы и металлов крекированном сингазе с целью получения очищенного сингаза. 4. Способ по п.1, включающий:a) контактирование неочищенного сингаза с одним или несколькими сорбентами, выбранными из:i) каолиновых глин или каолинсодержащих веществ;ii) сорбентов на основе кальция;b) пропускание очищенного сингаза, образованного на стадии (а), через каталитический фильтрующий элемент, за счет чего удаляются твердые частицы и зола, при этом крекируются последующие смолы, каталитический фильтрующий элемент содержит оксид или соль редкоземельных металлов, оксид или соль переходного металла или их комбинацию, вследствие чего образуется очищенный сингаз. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что неочищенный сингаз получают из угля. 6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что неочищенный сингаз получают из биомассы, собранной из твердых или полужидких коммунально-бытовых отходов, прутьевидного проса, лесного опада, древесной щепы, водорослей, кукурузной соломы или стеблей риса. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из каолиновых глин, каолинсодержащих веществ, сорбентов на основе кальция или их смеси. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из материала на основе кальция или кальцийсодержащего материала, сорбента на основе магния, сорбента на основе щелочи или их смеси. 9. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из извести, измельченной извести, известняка или измельченного известняка. 10. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов выбирают из гидроксида кальция, карбоната кальция, оксида кальция, доломита, оксида магния, макулатурной мас- 10022656 сы или бумажных отходов. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что один или несколько сорбентов или комбинация сорбентов подобраны так, что способны абсорбировать несколько загрязнителей. 12. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент серы содержит кальций, и добавляют такое количество сорбента серы, что отношение числа молей кальция к числу молей серы находится в пределах от 0,5:1 до 5:1. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор крекирования смолы вводят в поток сингаза перед тем, как сингаз попадет в каталитический фильтр. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что катализатор крекирования смолы выбирают из доломита или другого соединения и впрыскивают в сингаз до того, как он попадет в каталитический фильтр. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что каталитический свечевой фильтр содержит оксид никеля,переходный металл или редкоземельный металл на доломитовой подложке. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что каталитический свечевой фильтр содержит катализатор на основе никеля, осажденный на подложке, и дополнительно содержит один или несколько промоторов,выбранных из Li, K, Са или Mg. 17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что процесс проводится в установке газификации угля. 18. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент металла добавляют в сингаз перед тем, как он пройдет через крекирующий катализатор. 19. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что крекирующий катализатор является редкоземельным металлом, оксидом переходного металла или солью указанных металлов. 20. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что крекирующий катализатор является оксидом или солью платины, палладия, иридия, осмия, родия, рутения, рения, лантана, ванадия, никеля или их смеси. 21. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент металла поглощает следовые количества металлов, выбранных из свинца, кадмия, мышьяка, селена, натрия, калия и их комбинации. 22. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент серы поглощает серосодержащие соединения,выбранные из H2S, COS, CS2 и их комбинации. 23. Способ по п.3, отличающийся тем, что сорбент галогенидов поглощает галогенидсодержащие загрязнители, выбранные из хлора, брома, фтора, йода, хлористого водорода, бромистого водорода, фтористого водорода, йодистого водорода и их комбинации.

МПК / Метки

МПК: C07C 27/26

Метки: очистки, сингаза, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/13-22656-sposob-ochistki-singaza.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ очистки сингаза</a>

Похожие патенты