用于SNG生产的三列催化气化系统

摘要

本发明描述用于使碳质原料转化成多种气体产物的系统。除了其他装置以外，系统包括用于在碱金属催化剂存在下使碳质原料气化成至少包含甲烷的多种气体产物的三个单独气化反应器。可用来自单一或单独催化剂装载和/或原料制备装置操作的原料向各气化反应器供料。类似地，可在热交换器、酸性气体去除或甲烷去除装置操作通过组合纯化来自各气化反应器的热气流。产物纯化可包括微量污染物去除装置、氨去除和回收装置和酸性物质转换装置。

主权项

一种用于从经催化碳质原料产生多种气体的气化系统，所述系统包括：(a)第一、第二和第三气化反应器装置，其中各气化反应器装置独立包括：(A1)反应室，其中使经催化的碳质原料和蒸汽转化成(i)多种气体产物，所述气体产物包含甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和未反应的蒸汽；(ii)未反应的碳质细粉；和(iii)包含夹带催化剂的固体焦产物；(A2)进料入口，所述进料入口用于将经催化的碳质原料提供到反应室；(A3)蒸汽入口，所述蒸汽入口用于将蒸汽提供到反应室；(A4)热气体出口，所述热气体出口用于从反应室排出热的第一气流，该热的第一气流包含多种气体产物；(A5)焦出口，所述焦出口用于从反应室回收固体焦产物；和(A6)细粉去除器装置，所述细粉去除器装置用于去除可在热的第一气流中夹带的至少基本上部分未反应碳质细粉；(b)(1)单一催化剂装载装置，所述催化剂装载装置用于将经催化碳质原料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，或(2)第一催化剂装载装置和第二催化剂装载装置，所述催化剂装载装置用于将经催化碳质原料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，或(3)第一、第二和第三催化剂装载装置，所述催化剂装载装置用于将经催化碳质原料提供到第一、第二和第三气化反应器装置的进料入口，其中各催化剂装载装置独立包括：(B1)装载罐，所述装载罐用于接受碳质颗粒并使催化剂装载于碳质颗粒上，以形成经催化的碳质原料；和(B2)干燥器，所述干燥器用于热处理经催化的碳质原料，以降低水分含量；(c)(1)当只存在单一催化剂装载装置时，单一碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到单一催化剂装载装置的装载罐，或(2)当只存在第一和第二催化剂装载装置时，(i)单一碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一和第二催化剂装载装置的装载罐；或(ii)第一和第二碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一和第二催化剂装载装置的装载罐，或(3)当存在第一、第二和第三催化剂装载装置时，(i)单一碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐；或(ii)第一和第二碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐；或(iii)第一、第二和第三碳质物质处理装置，所述碳质物质处理装置用于将碳质颗粒提供到第一、第二和第三催化剂装载装置的装载罐，其中各碳质物质处理装置独立包括：(C1)接受器，所述接受器用于接受和储存碳质物质；和(C2)研磨器，所述研磨器与接受器连通，以将碳质物质研磨成碳质颗粒；(d)(1)单一热交换器装置，所述热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生单一经冷却的第一气流，或(2)第一和第二热交换器装置，所述热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生第一经冷却的第一气流和第二经冷却的第一气流，或(3)第一、第二和第三热交换器装置，所述热交换器装置用于从来自第一、第二和第三气化反应器装置的热的第一气流去除热能，以产生蒸汽，并产生第一经冷却的第一气流、第二经冷却的第一气流和第三经冷却的第一气流；(e)(1)当只存在单一热交换器装置时，单一酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从单一经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从单一经冷却的第一气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或(2)当只存在第一和第二热交换器装置时，(i)单一酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一和第二经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一和第二经冷却的气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳；或(ii)第一和第二酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一和第二经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一和第二经冷却的气流产生第一酸性气体贫化气流和第二酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳，或(3)当存在第一、第二和第三热交换器装置时，(i)单一酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一、第二和第三经冷却的气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一、第二和第三经冷却的气流产生单一酸性气体贫化气流，所述酸性气体贫化气流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳；或(ii)第一和第二酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一、第二和第三经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一、第二和第三经冷却的第一气流产生第一酸性气体贫化气流和第二酸性气体贫化气流，其中第一和第二酸性气体贫化气流共同包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳；或(iii)第一、第二和第三酸性气体去除器装置，所述酸性气体去除器装置用于从第一、第二和第三经冷却的第一气流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氢，以从第一、第二和第三经冷却的第一气流产生第一酸性气体贫化气流、第二酸性气体贫化气流和第三酸性气体贫化气流，其中第一、第二和第三酸性气体贫化气流共同包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氢气和任选的至少一部分一氧化碳；(f)(1)当只存在单一酸性气体贫化气流时，单一甲烷去除装置，所述甲烷去除装置用于从单一酸性气体贫化气流分离和回收甲烷，以从单一酸性气体贫化气流产生单一甲烷贫化气流和单一甲烷产物流，所述单一甲烷产物流包含至少基本上部分甲烷，或(2)当只存在第一和第二酸性气体贫化气流时，(i)单一甲烷去除装置，所述甲烷去除装置用于从第一和第二酸性气体贫化气流分离和回收甲烷，以从第一和第二酸性气体贫化流产生单一甲烷贫化气流和单一甲烷产物流，所述单一甲烷产物流包含至少基本上部分甲烷；或(ii)第一和第二甲烷去除装置，所述甲烷去除装置用于从第一和第二酸性气体贫化气流分离和回收甲烷，以从第一和第二酸性气体贫化流产生第一甲烷贫化气流和第一甲烷产物流和第二甲烷贫化气流和第二甲烷产物流，所述第一和第二甲烷产物流共同包含至少基本上部分甲烷，或(3)当存在第一、第二和第三酸性气体贫化气流时，(i)单一甲烷去除装置，所述甲烷去除装置用于从第一、第二和第三酸性气体贫化气流分离和回收甲烷，以从第一、第二和第三酸性气体贫化流产生单一甲烷贫化气流和单一甲烷产物流，所述单一甲烷产物流包含至少基本上部分甲烷；或(ii)第一和第二甲烷去除装置，所述甲烷去除装置用于从第一、第二和第三酸性气体贫化气流分离和回收甲烷，以从第一、第二和第三酸性气体贫化流产生第一甲烷贫化气流和第一甲烷产物流、第二甲烷贫化气流和第二甲烷产物流，所述第一和第二甲烷产物流共同包含至少基本上部分甲烷；或(iii)第一、第二和第三甲烷去除装置，所述甲烷去除装置用于从第一、第二和第三酸性气体贫化气流分离和回收甲烷，以从第一、第二和第三酸性气体贫化流产生第一甲烷贫化气流和第一甲烷产物流、第二甲烷贫化气流和第二甲烷产物流和第三甲烷贫化气流和第三甲烷产物流，所述第一、第二和第三甲烷产物流共同包含至少基本上部分甲烷；和(g)(1)单一蒸汽源，所述蒸汽源用于将蒸汽提供到第一、第二和第三气化反应器装置，或(2)第一和第二蒸汽源，所述蒸汽源用于将蒸汽提供到第一、第二和第三气化反应器装置；或(3)第一、第二和第三蒸汽源，所述蒸汽源用于将蒸汽提供到第一、第二和第三气化反应器装置。