專利名稱：：用于在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)(GuD)發(fā)電站中產(chǎn)生電能的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)(GuD)發(fā)電站中利用由碳載體和含氧氣體生成的氣化煤氣產(chǎn)生電能的方法以及一種用于實(shí)施該方法的i殳備。
背景技術(shù)：
：大約在20世紀(jì)中葉建造了第具有燃?xì)廨啓C(jī)和緊接著的在蒸汽輪機(jī)中的廢熱利用的發(fā)電站。它們?cè)诩夹g(shù)上^皮稱為GuD(Gas-undDampfturbinen(燃?xì)夂驼羝啓C(jī)))發(fā)電站或者也稱為CC(CombinedCycle(聯(lián)合循環(huán)))發(fā)電站。這種發(fā)電站應(yīng)用能夠在燃?xì)廨啓C(jī)中以令人滿意的效率轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的完全的天然氣作為能量載體。由于天然氣的高的純度，運(yùn)行也沒(méi)有大的腐蝕問(wèn)題，即使在高的渦輪機(jī)葉片溫度的情況下也可以。燃?xì)廨啓C(jī)的熱的廢氣在緊接著的蒸汽鍋爐中被應(yīng)用用于產(chǎn)生高壓的蒸汽以在緊接著的蒸汽輪機(jī)中使用。通過(guò)這種結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)目前最高的熱發(fā)電站的電效率。其它燃料，特別是固體燃料，如煤炭，不能用于這種技術(shù)。下面說(shuō)明的IGCC技術(shù)(IntegratedGasificationCombinedCycle(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)))要解決這一問(wèn)題。對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)，使用煤氣化設(shè)備用于產(chǎn)生對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)必需的可燃?xì)怏w。通過(guò)煤炭的氣化可以產(chǎn)生能滿足燃?xì)廨?要求的潔凈的煤氣,。，、—、、、，,、—=,'昂貴的。必須洗掉灰塵形的雜質(zhì)。此外，根據(jù)氣化方法必須除去所有可凝結(jié)的有機(jī)的碳?xì)浠衔铩Ｔ跉饣瘯r(shí)作為H2S和COS產(chǎn)生的硫的免除也是較大的關(guān)注。不過(guò)通過(guò)氣體凈化級(jí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)可以接受的純度。作為廢料，硫、煤灰以及有機(jī)和無(wú)機(jī)的有害物必須被濾出并且輸送到安全的儲(chǔ)存或者使之無(wú)害。由此產(chǎn)生了高的處理費(fèi)用。在為了吸存而分離二氧化碳時(shí)，由于在廢氣中相對(duì)小的二氧化碳濃度，昂貴的并且不是非常有效的設(shè)備是必需的。因此通過(guò)所謂的轉(zhuǎn)移反應(yīng)將一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，這決定了附加的設(shè)備部分。西門子方案的IGCC工藝過(guò)程的方法說(shuō)明空氣分離純氧對(duì)于氣化是必要的。為此空氣被燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)或者利用單獨(dú)的壓縮機(jī)壓縮至10-20bar并且液化。氧氣的分離通過(guò)在約-200。C的溫度下的蒸餾進(jìn)行。氣化在這種情況下產(chǎn)生一種粗煤氣，它主要由一氧化碳(CO)和氫(H2)組成。CO與水蒸汽轉(zhuǎn)化成C02和另外的氫氣。為了固體燃料例如煤或石油焦炭的氣化，有三種方法原理，其中氣流氣化對(duì)于IGCC占統(tǒng)治地位煤粉在壓力下隨著輸送氣體如氮?dú)廨斔偷饺紵?，并且在氣化器中利用氧氣和水蒸汽轉(zhuǎn)換成合成氣。粗煤氣冷卻合成氣在進(jìn)一步處理之前必須冷卻。在這種情況下產(chǎn)生蒸汽，它有助于在GuD設(shè)備的蒸汽輪機(jī)中產(chǎn)生氣流。凈化在煤氣冷卻后過(guò)濾器首先將灰粒擋住，接著在需要時(shí)也可以提取二氧化碳。其它有害物，如硫或重金屬，同樣通過(guò)化學(xué)和物理方法結(jié)合。這同時(shí)帶來(lái)了對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的工作必要的燃料純度。燃燒富含氫氣的煤氣在燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室前面與由空氣分離來(lái)的氮?dú)饣蛘吲c水蒸氣混合。這降低了燃燒溫度，并在很大程度上壓制氮氧化物的形成。然后由與空氣的燃燒產(chǎn)生的廢氣流到燃?xì)廨啓C(jī)的葉片上。它主要由氮?dú)狻02和水蒸氣組成。通過(guò)與氮?dú)饣蛘咚幕旌?，煤氣的單位能量含量降低到約5000kJ/kg。相反天然氣具有十倍的能量含量。因此在同樣的輸出功率的情況下，對(duì)于IGCC發(fā)電站，通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室的燃料質(zhì)量流量必須大約高十倍。廢氣冷卻在廢氣在燃?xì)廨啓C(jī)中降壓后以及接著在蒸汽發(fā)生器中的廢熱利用后，廢氣被排放到大氣中。由粗煤氣和廢氣冷卻產(chǎn)生的蒸汽流被結(jié)合并且一起輸送給蒸汽輪機(jī)。在蒸汽輪機(jī)中降壓后，蒸汽通過(guò)冷凝器和供水箱回到水或者說(shuō)蒸汽循環(huán)中。燃?xì)夂驼羝啓C(jī)與發(fā)電機(jī)連接，在發(fā)電機(jī)中進(jìn)行到電能的轉(zhuǎn)換。由于在燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中高的燃燒溫度，通過(guò)與氮?dú)獾姆磻?yīng)在廢氣中產(chǎn)生了高的NOx負(fù)荷，它們必需通過(guò)二次的措施，如SCR方法消除。對(duì)于利用煤氣工作的GuD發(fā)電站的另一個(gè)限制還由目前市場(chǎng)上存在的氣化方法的受限制的氣化功率產(chǎn)生。介紹三個(gè)在市場(chǎng)上的方法變型方案-用于塊煤的固定床方法-用于細(xì)粒煤的流化床方法，以及-用于煤粉的飛塵方法。所有這些方法都發(fā)展了大量的方法變型方案，它們例如在壓力下工作或者具有流態(tài)爐渣排出。其中一些在下面說(shuō)明。塊煤氣化LURGI化中。除了硬煤，也可以在改變的工作條件下使用褐煤。這種方法的缺點(diǎn)是一系列副產(chǎn)品的產(chǎn)生，如煤焦油，泥漿及無(wú)機(jī)化合物，如氨。由此使昂貴的煤氣凈化和處理是必要的。這些副產(chǎn)品也必須利用或清除。優(yōu)點(diǎn)是利用這種設(shè)備的長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)，它已經(jīng)建成了超過(guò)70年。不過(guò)由于固定床方法只能使用塊煤。作為氣化介質(zhì)使用由氧和/或空氣和水蒸氣組成的混合物。水蒸氣對(duì)于氣化溫度的調(diào)節(jié)是必要的，以不超過(guò)灰的熔點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)工藝過(guò)程利用固體煤灰排出工作。由此不利地影響氣化的效率。通過(guò)對(duì)流方法，煤的溫度曲線從環(huán)境溫度達(dá)到在交付時(shí)略高于灰柵的氣化溫度。這決定了，熱解煤氣和焦油隨著粗煤氣離開氣化器并且必需在緊接著的煤氣凈化中清除。在這種情況下產(chǎn)生和焦化廠中類似的副產(chǎn)品。這種氣化器最大的得以實(shí)現(xiàn)約24噸煤(daf=dryandashfree(干燥且無(wú)灰))/小時(shí)，并產(chǎn)生約2250m^的粗煤氣/噸煤(daf)。作為副產(chǎn)品產(chǎn)生40-60kg的焦油/噸煤(daf)。氧氣要求約是0.14m3n/m3n煤氣。工作壓力約為3Mpa。煤在氣化器中的停留時(shí)間約為1-2個(gè)小時(shí)。最大的氣化器具有3.8米的內(nèi)徑。迄今已有超過(guò)160個(gè)單位投入使用。使用硬煤時(shí)的煤氣成分(南非)C0232.0%CO15.8%H239.8%CH411.8%CnHm0.8%用于精細(xì)煤的流化床氣化器目前可以提供不同的結(jié)構(gòu)類型，其中高溫Winkler氣化器被認(rèn)為是目前最先進(jìn)的變型方案，因?yàn)樗峁┝思s為l.OMpa的壓力并且比其它的流化床氣化器在更高的溫度下工作。在褐煤的基礎(chǔ)上目前有兩個(gè)單位在運(yùn)行。灰排出是干燥的。但是為了能夠覆蓋IGCC設(shè)備的煤氣需求，1噸煤/小時(shí)的功率過(guò)小。傳統(tǒng)的Winkler氣化器提供約0.1Mpa的太小的壓力。這種氣化器的功率約為20噸煤/小時(shí)。用于煤和石油殘?jiān)木哂辛鲬B(tài)爐渣出口的氣化器對(duì)于還原煤氣的生產(chǎn)也可以應(yīng)用細(xì)顆粒碳載體。這種方法的共同的特點(diǎn)是盡可能流態(tài)的爐渣。下面的方法今天已經(jīng)應(yīng)用Koppers-Totzek方法應(yīng)用了細(xì)粒煤和氧氣。為了控制溫度添加了水蒸汽。爐渣在水池中成為顆粒。高的氣體溫度被應(yīng)用于獲取水蒸汽。該壓力對(duì)于IGCC發(fā)電站太低了。Prenflo方法應(yīng)用了細(xì)粒煤和氧氣。在此涉及Koppers-Totzek方法的進(jìn)一步開發(fā)，它在2.5Mpa的壓力下工作并且適合于IGCC發(fā)電站。不過(guò)迄今還沒(méi)有商業(yè)化的大型設(shè)備。Shell方法應(yīng)用了細(xì)粒煤和氧氣。這種方法也還不能商業(yè)化提供大型單元。由于它的2.5Mpa的工作壓力而適合于IGCC發(fā)電站。Texaco方法這種方法已經(jīng)在多個(gè)單元中運(yùn)行多年。然而具有約6-8噸煤(daf)/小時(shí)的轉(zhuǎn)換功率對(duì)于具有較大功率的IGCC發(fā)電站還是太小。必須多個(gè)設(shè)備平行工作，這意味著高的投資成本。由此負(fù)面影響了經(jīng)濟(jì)性。其工作壓力約為8Mpa。OxyFuel燃燒在這種方法下，不追求氣化而是追求燃燒。在OxyFuel方法下，氮?dú)馔ㄟ^(guò)空氣分解從燃燒空氣中除去。因?yàn)槔眉冄醯娜紵龝?huì)導(dǎo)致過(guò)高的燃燒溫度，部分廢氣被返回并由此代替空氣氮?dú)?。在水蒸氣冷凝以及雜質(zhì)如SOx,NOx和灰塵分離之后，要排出的廢氣基本上只還由C02組成。用于提供氧氣的空氣液化雖然已經(jīng)在大的技術(shù)規(guī)范中應(yīng)用直到約5000噸02/天，這對(duì)應(yīng)300MWe的燃煤發(fā)電站。不過(guò)這種設(shè)備的大的問(wèn)題在于約250-270kWh/噸02的能量成本，它隨著增加的純度要求還會(huì)上升。而且對(duì)于由煤灰構(gòu)成的爐渣也沒(méi)有可靠的利用途徑。丈容^b還原方法在用于由炭和礦石，主要是鐵礦石生產(chǎn)生鐵的熔化還原方法中，產(chǎn)生了具有不同純度和熱值的輸出煤氣，它可以輸送給熱力學(xué)的利用。特別是在COREX⑧和FINEX⑧方法中，輸出煤氣是一種對(duì)于在燃?xì)廨啓C(jī)中的燃燒理想的質(zhì)量。不僅硫，而且有機(jī)和無(wú)機(jī)的有害物都在冶金工藝過(guò)程的內(nèi)部被從煤氣中除去。這種工藝過(guò)程的輸出煤氣可以不受限制地應(yīng)用于GuD發(fā)電站。一種具有9E燃?xì)?侖機(jī)框架的具有169MW功率的CCH殳備已經(jīng)在中國(guó)的寶山鋼鐵通過(guò)通用電氣建立在新的COREXC-3000設(shè)備上。在0)1^乂@設(shè)備和按照CC系統(tǒng)的能量高效的發(fā)電設(shè)備之間結(jié)合的想法不是新的。在1986年已經(jīng)申請(qǐng)并授予了這種最高效率的能量轉(zhuǎn)換的方式的專利(EP0269609Bl)。另一個(gè)專利(AT392079B)描述了一種類似類型的方法，其中通過(guò)細(xì)和粗的餾出物的分離可以避免煤的粉碎。因?yàn)闉榱薎GCC發(fā)電站的有利的工作，純的氧氣對(duì)于碳載體的氣化是必要的，可以借助于在氣化設(shè)備產(chǎn)生的可燃?xì)怏w獲得集成的氧氣生產(chǎn)。這在德國(guó)專利文獻(xiàn)DE3908505C2中描述。在專利文獻(xiàn)EP908卯037.6描述了一種"VerfahrenzurErzeugungvonbrennbarenGasenineinemEinschmelzvergaser(用于在熔化氣化器中生產(chǎn)可燃?xì)怏w的方法)"。所有這些列舉的方法的缺點(diǎn)是，在氣化煤氣在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒時(shí)使用了空氣。由此一方面產(chǎn)生了不利的大的廢氣量，它由于在直到廢熱鍋爐的利用鏈中受限制的終點(diǎn)溫度決定了通過(guò)廢氣的高的熱函的熱量損失，另一方面由此減小了CC發(fā)電站的高的效率。廢氣具有直到超過(guò)70%的高的氮?dú)夂浚@使得二氧化碳吸存明顯困難并且因此需要大的并由此昂貴的分離裝置。對(duì)于OxyFuel方法，雖然C02也直接返回到工藝過(guò)程中，不過(guò)必須首先進(jìn)行有害物的氣體凈化，這是非常昂貴的。有害物必須被濾出并由此是環(huán)境負(fù)擔(dān)。迄今還沒(méi)有可運(yùn)行的設(shè)備。并且爐渣利用的問(wèn)題也沒(méi)有解決。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了避免和克服上述的在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題和缺點(diǎn)，并且提出該任務(wù)，即提供一種用于在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)(GuD)發(fā)電站中產(chǎn)生電能的方法，它可以以盡可能小的有害物產(chǎn)生和廢氣中提高的二氧化碳含量(目的是更經(jīng)濟(jì)的吸存)實(shí)現(xiàn)能量獲取。特別是可以將所有由煤產(chǎn)生的無(wú)機(jī)的有害物以及也包括有機(jī)化合物在工藝過(guò)程期間變成無(wú)害的，并且同時(shí)將不可分解的有害物，如硫或者燃料的灰的有害成分，結(jié)合在可再利用的生成物中。該任務(wù)根據(jù)開始所述類型的方法根據(jù)本發(fā)明由此解決，即碳載體在熔化氣化區(qū)中利用氧氣或者具有至少95%的體積百分比，優(yōu)選至少99%的體積百分比的氧氣份額的高含氧量的氣體來(lái)氣化，這樣生成的氣化煤氣被引導(dǎo)通過(guò)包含脫硫劑的脫硫區(qū)，其中消耗的脫硫劑被送到熔化氣化區(qū)并在形成流態(tài)爐渣后導(dǎo)出，脫硫過(guò)的氣化器煤氣，優(yōu)選在凈化和冷卻后，在燃燒室中與純的氧氣一起燃燒并且由此產(chǎn)生的燃燒氣體，H20和C02,被引入燃?xì)廨啓C(jī)用于產(chǎn)生能量，燃燒氣體經(jīng)過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)后在蒸汽鍋爐中分離成水蒸汽和二氧化碳，水蒸汽接著被引入蒸汽輪機(jī)，并且二氧化碳至少部分地回輸?shù)饺紵矣糜跍囟日{(diào)整。才艮據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在脫石危區(qū)附加地^吏用鐵和/或鐵礦石作為助劑，它與消耗的脫硫劑一起被送到熔化氣化區(qū)，在那里熔化并且導(dǎo)出。優(yōu)選在這種情況下從熔化氣化區(qū)導(dǎo)出的鐵回輸脫硫區(qū)中。本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式的特點(diǎn)是，在脫硫區(qū)中附加地使用鐵礦石，鐵礦石在脫硫區(qū)中預(yù)熱并且預(yù)還原，與消耗的脫硫劑一起送到熔化氣化區(qū)，在那里完全還原、熔化并且作為生鐵導(dǎo)出。在這種情況下特別優(yōu)選氣化器煤氣的脫硫以及鐵礦石的預(yù)熱和預(yù)還原在兩個(gè)或者多個(gè)串接的流化床區(qū)中進(jìn)行，其中鐵礦石從流化床區(qū)到流化床區(qū)引導(dǎo)，并且氣化器煤氣朝鐵礦石的反向流過(guò)流化床區(qū)。在熔化氣化區(qū)中優(yōu)選設(shè)定>800。C的溫度，優(yōu)選〉850。C。有利地對(duì)所有在工藝過(guò)程中的沖洗使用C02，或者由CO、H2、C02和水蒸氣組成的混合物。優(yōu)選在熔化氣化區(qū)中形成的流態(tài)爐渣應(yīng)用在水泥生產(chǎn)中。根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)施上述方法的設(shè)備，它包括用于碳載體的氣化器，該氣化器具有用于碳載體的進(jìn)料裝置、用于含氧氣體的輸入管路、用于流態(tài)爐渣的輸出管路以及用于產(chǎn)生的氣化器煤氣的輸出管路；所述設(shè)備還包括脫硫裝置，該脫疏裝置具有用于脫疏劑的進(jìn)料裝置、用于氣化器煤氣的進(jìn)料裝置和用于凈化過(guò)的氣化器煤氣的輸出管路；并且所述設(shè)備還包括組合的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)發(fā)電站設(shè)備，該組合的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)發(fā)電站設(shè)備具有燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的燃燒室，用于凈化過(guò)的氣化器煤氣的管路和用于含氧氣體的進(jìn)料裝置通到該燃燒室中，并且該組合的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)發(fā)電站設(shè)備具有蒸汽輪機(jī)設(shè)備的蒸汽鍋爐，從燃?xì)廨啓C(jī)出來(lái)的燃燒氣體的管路通到該蒸汽鍋爐中，并且該蒸汽鍋爐具有用于廢氣的輸出管路，其特征在于氣化器構(gòu)造成具有煤床和/或炭床的熔化氣化器，并且設(shè)有用于流態(tài)爐渣的排出口，用于含氧氣體的輸入管路是用于氧氣或者用于具有至少95%的體積百分比、優(yōu)選至少99%的體積百分比的氧氣份額的高含氧量的氣體的輸入管路，在熔化氣化器中生成的氣化器煤氣的輸出管路通到脫硫裝置中脫硫裝置構(gòu)造成至少一個(gè)具有移動(dòng)床或流化床的反應(yīng)器，該反應(yīng)器與熔化氣化器通過(guò)管路連接以輸入消耗的脫硫劑，用于含氧氣體的進(jìn)料裝置是用于純氧的進(jìn)料裝置，以及從用于廢氣的輸出管路中分支出設(shè)有調(diào)節(jié)裝置的支路管路，該支路管路通到燃燒室中。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述至少一個(gè)脫硫反應(yīng)器具有用于鐵和/或鐵礦石的進(jìn)料裝置，并且在熔化氣化器中附加設(shè)有用于生鐵的排出口。優(yōu)選用于生鐵的排出口在這種情況下通過(guò)管路與用于鐵和/或鐵礦石的進(jìn)料裝置連接。該設(shè)備的另一種優(yōu)選的實(shí)施方式的特征是，脫硫裝置構(gòu)造成流化床反應(yīng)器級(jí)聯(lián)，其中用于礦粉的進(jìn)料裝置通到在級(jí)聯(lián)中沿材料輸送的方向布置在最前面的流化床反應(yīng)器中，在流化床反應(yīng)器之間不僅設(shè)有用于氣化煤氣的管路連接，而且設(shè)有用于礦粉和脫硫劑的管路連接，最后面的流化床反應(yīng)器中，該流化床反應(yīng)器為了消耗的脫石克劑的進(jìn)料以及礦粉的預(yù)熱和預(yù)還原，通過(guò)管路與熔化氣化器連接；并且在熔化氣化器中設(shè)有用于生鐵的排出口。含碳燃料或者煤的氣化利用純氧或者高含氧量的氣體進(jìn)行，由此只產(chǎn)生一氧化碳、氳氣和少量的二氧化碳和水蒸汽作為氣化煤氣，并且沒(méi)有或者只有極少量的氮?dú)膺_(dá)到這個(gè)工藝過(guò)程中。通過(guò)在熔化氣化器的煤氣空間中的溫度>800。C調(diào)整，可以在煤氣的幾秒鐘的停留時(shí)間后有效減小煤氣的有機(jī)負(fù)荷。為了實(shí)現(xiàn)原料從大氣壓力到設(shè)備的高壓空間中的裝料，必須利用所謂的壓力閥門(聯(lián)鎖(interlockings))給中間容器交替地加壓和降壓，以能夠進(jìn)行材料運(yùn)輸。通常應(yīng)用氮?dú)庾鳛檫@些加壓過(guò)程的惰性氣體。但是根據(jù)本發(fā)明首先應(yīng)用C02,或者由CO、H2、C02和水蒸氣組成的混合物作為用于工藝過(guò)程中所有沖洗的惰性氣體，以避免氮?dú)饣蛘咂渌y以分離的氣體的進(jìn)入。應(yīng)用變型的熔化氣化器作為氣化器，它利用固定床或者部分流化的煤床/炭床工作，此時(shí)只產(chǎn)生由煤灰組成的流態(tài)爐渣。根據(jù)本發(fā)明，為了煤氣脫硫設(shè)有被氣化器煤氣流過(guò)的脫硫室或者移動(dòng)床反應(yīng)器，由它將脫硫劑例如石灰按照需要裝入熔化氣化器中，以產(chǎn)生可以應(yīng)用于水泥工業(yè)的爐渣。由此可以避免廢物。該爐渣還吸收從使用材料的灰中產(chǎn)生的其它有害物。它們可靠地結(jié)合在水泥中并且由此不再是環(huán)境危險(xiǎn)的。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在脫硫區(qū)中除了脫硫劑還裝入鐵粒或鐵礦石，它們同樣結(jié)合氣化器煤氣中的含硫化合物，并且通過(guò)在氣化器中的裝料轉(zhuǎn)換成水泥爐渣和液態(tài)鐵。排出的鐵可以重新輸送回脫硫器并且由此在循環(huán)中不導(dǎo)致明顯的鐵消耗。處于熔化氣化器的爐灶中的液態(tài)鐵此外有利地簡(jiǎn)化了爐渣的排出，特別是在運(yùn)行停止后，如果爐渣已經(jīng)凝固并且不能再利用傳統(tǒng)的手段熔化。處于爐灶中的鐵可以借助于通過(guò)排出口的氧氣熔化，并且與凝固的爐渣構(gòu)成由氧化鐵和爐渣組成的可流動(dòng)的混合物。這樣"凍結(jié)"的熔化氣化器可以重新進(jìn)4亍運(yùn)行。不過(guò)也可以將鐵?；蜩F礦石以及添加劑如石灰裝入脫石克區(qū)中。排出的生4失可以以傳統(tǒng)的方式例如繼續(xù)加工成鋼。代替移動(dòng)床反應(yīng)器，為進(jìn)行脫硫，也可以應(yīng)用流化床反應(yīng)器，或者為了裝填材料的停留時(shí)間的均衡，應(yīng)用流化床級(jí)聯(lián)。由此可以應(yīng)用具有粒度〈10mm的細(xì)粒度填料。在這種情況下，也如在高爐中，不過(guò)也可以在直接還原裝置中產(chǎn)生過(guò)量氣體，它還具有巨大的能量含量(輸出煤氣)。這種輸出煤氣的氣體組成的例子:<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>這種氣體可以如氣化煤氣一樣在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒。為此，為了不進(jìn)入或者只進(jìn)入非常少的氮?dú)?，在熔化氣化器中?yīng)用純氧或者具有至少95%的體積百分比的02,優(yōu)選至少99%的體積百分比的02的高含氧量的氣體。為了將高的燃燒溫度降低到對(duì)渦輪機(jī)最優(yōu)的范圍，應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明返回的純二氧化碳作為慢化劑。在燃?xì)廨啓C(jī)中，為了溫度調(diào)整在燃燒室中應(yīng)用了co2,它相對(duì)氮?dú)饩哂忻黠@較高的比熱容并且由此產(chǎn)生較小的氣體體積。這導(dǎo)致較小的并由此價(jià)格便宜的設(shè)備。該C02可以通過(guò)廢氣的一部分的返回提供。由于N2在燃燒氣體混合物中的缺失(通過(guò)純氧或者具有至少99%的體積百分比的02的氣體的應(yīng)用決定)也可以不生成有害的NOx。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的在從燃?xì)廨啓C(jī)中出來(lái)的廢氣中的C02的非常高的含量，由于相對(duì)含氮廢氣提高的輻射，可以獲得緊接著的蒸汽鍋爐中的更好的能量利用。由此可以實(shí)現(xiàn)鍋爐裝置的特別高的功率。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于較小的氣體體積，緊接著的廢熱鍋爐、氣體管路和氣體處理裝置也可以構(gòu)造得比較小并成本經(jīng)濟(jì)。在蒸汽鍋爐的廢氣中包含的C02的濃縮不是必要的(它在目前應(yīng)用的方法中是必要的)，因?yàn)樵趶U氣中不包含負(fù)荷氣體并且包含的水蒸氣不存在問(wèn)題。包含在廢氣中的水蒸氣的分離通過(guò)冷凝按照不同的已知方法，如噴射冷卻或者間接的熱交換，可以簡(jiǎn)單并成本經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。這樣獲得的co2可以通過(guò)返回到燃?xì)廨啓C(jī)一方面沒(méi)有明顯費(fèi)用地應(yīng)用作為溫度慢化劑，并且另一方面以已知的方式輸送用于吸存。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法此外不必需昂貴的H2S/COS去除。對(duì)此的設(shè)備也不必安裝。轉(zhuǎn)移反應(yīng)以及由此昂貴且能量費(fèi)用高的設(shè)備同樣也是不必需的。具體實(shí)施例方式圖1示出了本發(fā)明的一種具體的實(shí)施方式。礦石2和添加劑3,如石灰通過(guò)裝料裝置被裝入移動(dòng)床反應(yīng)器1中。這樣形成的爐料20在逆流中利用來(lái)自旋風(fēng)除塵器6的除塵氣體預(yù)熱，部分焙燒并部分還原。然后這些(部分)還原的爐料21借助于排出裝置通過(guò)熔化氣化器4的自由空間13輸送到到炭床12上。這個(gè)炭床12通過(guò)來(lái)自煤倉(cāng)18、19的碳載體7的高溫?zé)峤庑纬?，通過(guò)熱的氣化煤氣形成噴入氧氣40的噴嘴。在這熱的炭床12上，(部分)還原的爐料21完全還原并且焙燒并且接著熔化成生鐵14和爐渣15。在炭床12中的溫度情況可以在在圖1中示出的框圖中示例得知。生鐵14和爐渣15通過(guò)排出口16間歇地排出。根據(jù)另一種實(shí)施方式，爐渣15與生鐵14分開通過(guò)自己的排出口17(虛線示出)排出。排出的生鐵然后可以重新返回到移動(dòng)床反應(yīng)器1(連接16a,虛線示出)中重新4吏用作為脫碌i^劑。粗煤氣(氣化器煤氣)5在自由空間13的上端離開熔化氣化器4并且在旋風(fēng)除塵器6中清除熱的粉塵8，粉塵8隨著通過(guò)調(diào)節(jié)閥41輸送的氧氣40返回熔化氣化器4的自由空間13中并且在那里氣化和熔化。在這種情況下產(chǎn)生的熔體被炭床12接收并且向下輸送到爐渣和生鐵池14、15。已除塵的煤氣5以例如800。C的溫度進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器1并且然后完成剛才說(shuō)明的還原并且在這種情況下氧化和冷卻到熱力學(xué)規(guī)定的程度。粗輸出煤氣22在移動(dòng)床反應(yīng)器1的上端離開移動(dòng)床反應(yīng)器l。因?yàn)樗院谢覊m，它被在緊接著的灰塵分離器23中凈化并且在冷卻器39中冷卻。這可以這樣構(gòu)造，即這種氣體的大部分熱火舍可以回收。已凈化和冷卻的煤氣在壓縮機(jī)24中達(dá)到對(duì)于在燃?xì)廨啓C(jī)30的燃燒室25中的燃燒必需的壓力，并且與氧氣40和在壓縮機(jī)級(jí)27中壓縮的廢氣28(基本上是二氧化碳)一起在燃燒室25中燃燒。然后燃燒氣體流過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)30,其中在這種情況下產(chǎn)生的機(jī)械能被輸送給連接的發(fā)電才幾29。從燃?xì)廨啓C(jī)30出來(lái)的還是熱的廢氣現(xiàn)在被輸送給緊接著的蒸汽鍋爐31。在該蒸汽鍋爐中產(chǎn)生熱蒸汽，它在緊接著的蒸汽輪機(jī)32中應(yīng)用以產(chǎn)生機(jī)械能，該機(jī)械能被傳遞給發(fā)電機(jī)33。做完功的蒸汽在冷凝器34中冷凝并且被輸送到中間存儲(chǔ)器36。通過(guò)凝結(jié)水泵37將冷凝水重新輸送到蒸汽鍋爐31。從蒸汽鍋爐31排出的廢氣28由純的二氧化碳和部分水蒸氣組成。它們現(xiàn)在可以通過(guò)調(diào)節(jié)裝置26和壓縮機(jī)27引入燃燒室25中用于溫度調(diào)整。剩余部分在水蒸氣含量冷凝后被輸送用于吸存，或者不經(jīng)處理直4妻導(dǎo)入大氣中。在使用礦粉的情況下，安裝流化床反應(yīng)器或者由至少兩個(gè)流化床反應(yīng)器組成的級(jí)聯(lián)來(lái)代替移動(dòng)床反應(yīng)器1。權(quán)利要求1.用于在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)(GuD)發(fā)電站中利用由碳載體和含氧氣體生成的氣化煤氣產(chǎn)生電能的方法，其特征在于，·碳載體在熔化氣化區(qū)中利用氧氣或者具有至少95％的體積百分比、優(yōu)選至少99％的體積百分比的氧氣份額的高含氧量的氣體來(lái)氣化，·這樣生成的氣化煤氣被引導(dǎo)通過(guò)包含脫硫劑的脫硫區(qū)，其中消耗的脫硫劑被送到熔化氣化區(qū)，并在形成流態(tài)爐渣后被導(dǎo)出，·脫硫過(guò)的氣化煤氣，優(yōu)選在凈化和冷卻后，在燃燒室中與純氧氣一起燃燒，并且由此產(chǎn)生的燃燒氣體H2O和CO2被引入燃?xì)廨啓C(jī)用于產(chǎn)生能量，·燃燒氣體經(jīng)過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)后在蒸汽鍋爐中分離成水蒸汽和二氧化碳，·水蒸汽接著被引入蒸汽輪機(jī)，并且·二氧化碳至少部分地回輸?shù)饺紵矣糜跍囟日{(diào)整。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述脫硫區(qū)中附加地使用鐵和/或鐵礦石作為助劑，其與消耗的脫硫劑一起被送到熔化氣化區(qū)，在那里熔化并且導(dǎo)出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從所述熔化氣化區(qū)導(dǎo)出的鐵回輸脫硫區(qū)中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述脫硫區(qū)中附加地使用鐵礦石，鐵礦石在脫硫區(qū)中預(yù)熱并且預(yù)還原，與消耗的脫硫劑一起送到熔化氣化區(qū)，在那里完全還原、熔化并且作為生鐵導(dǎo)出。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氣化器煤氣的脫石克以及4失礦石的預(yù)熱和預(yù)還原在兩個(gè)或者多個(gè)串接的流化床區(qū)中進(jìn)行，其中鐵礦石從流化床區(qū)到流化床區(qū)引導(dǎo)，并且氣化器煤氣朝鐵礦石的反向流過(guò)流化床區(qū)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述熔化氣化區(qū)中優(yōu)選設(shè)定大于80(TC的溫度，優(yōu)選大于850。C。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)所有在工藝過(guò)程中的沖洗使用C02,或者由CO、H2、C02和水蒸氣組成的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述在熔化氣化區(qū)中形成的流態(tài)爐渣應(yīng)用在水泥生產(chǎn)中。9.用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的設(shè)備，該設(shè)備包括用于石友載體(7)的氣化器，該氣化器具有用于碳載體(7)的進(jìn)料裝置、用于含氧氣體的輸入管路、用于流態(tài)爐渣(15)的輸出管路以及用于產(chǎn)生的氣化器煤氣(5)的輸出管路；所述設(shè)備還包括脫硫裝置(1),該脫硫裝置具有用于脫硫劑(3)的進(jìn)料裝置、用于氣化器煤氣(5)的進(jìn)料裝置和用于凈化過(guò)的氣化器煤氣(22)的輸出管路；并且所述設(shè)備還包括組合的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)發(fā)電站設(shè)備，該組合的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)發(fā)電站設(shè)備具有燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的燃燒室(25)，用于凈化過(guò)的氣化器煤氣(22)的管路和用于含氧氣體(40)的進(jìn)料裝置通到該燃燒的蒸汽鍋爐(31)，從燃?xì)?:機(jī)(30)、出來(lái)的用于燃燒^體的管路通到該蒸汽鍋爐中，并且該蒸汽鍋爐具有用于廢氣(28)的輸出管路，其特征在于，所述氣化器構(gòu)造成具有煤床和/或炭床(12)的熔化氣化器(4)并且設(shè)有用于流態(tài)爐渣(15)的排出口(16，17),所述用于含氧氣體的輸入管路是用于氧氣(40)或者用于具有至少95%的體積百分比、優(yōu)選至少99%的體積百分比的氧氣份額的高含氧量的氣體的輸入管路，所述用于在熔化氣化器(4)中產(chǎn)生的氣化器煤氣(5)的輸出管路通到脫硫裝置中所述脫硫裝置構(gòu)造成至少一個(gè)具有移動(dòng)床或流化床的反應(yīng)器(1),該反應(yīng)器與熔化氣化器(4)通過(guò)管路連接，以輸入消耗的脫硫劑(21)，所述用于含氧氣體的進(jìn)料裝置是用于純氧(40)的進(jìn)料裝置，以及從用于廢氣(28)的輸出管路中分支出設(shè)有調(diào)節(jié)裝置(26)的支路管路，該支路管路通到燃燒室(25)中。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)脫硫反應(yīng)器(1)具有用于鐵和/或鐵礦石(2)的進(jìn)料裝置，并且在熔化氣化器(4)中附加設(shè)有用于生鐵(14)的排出口(16)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于生鐵(l4)的排出口(16)通過(guò)管路與用于鐵和/或鐵礦石(2)的進(jìn)料裝置連接。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述脫硫裝置構(gòu)造成流化床反應(yīng)器級(jí)聯(lián)，其中用于礦粉的進(jìn)料裝置通到在級(jí)聯(lián)中沿材料輸送的方向布置在最前面的流化床反應(yīng)器中，在流化床反應(yīng)器之間不僅設(shè)有用于氣化煤氣的管路連接，而且設(shè)有用于礦粉和脫硫劑的管布置在最后面的流化床反應(yīng)器口;，該流化床反i器為了消耗的脫硫劑熔化氣化器中設(shè)有用;生鐵的4非出口。—、'"全文摘要本發(fā)明涉及一種用于在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)(GuD)發(fā)電站中利用由碳載體和含氧氣體生成的氣化煤氣產(chǎn)生電能的方法，其中碳載體在熔化氣化區(qū)中利用氧氣或者具有至少95％的體積百分比、優(yōu)選至少99％的體積百分比的氧氣份額的高含氧量的氣體來(lái)氣化，這樣生成的氣化煤氣被引導(dǎo)通過(guò)包含脫硫劑的脫硫區(qū)，其中消耗的脫硫劑被送到熔化氣化區(qū)，并在形成流態(tài)爐渣后被導(dǎo)出，脫硫過(guò)的氣化煤氣，優(yōu)選在凈化和冷卻后，在燃燒室中與純氧氣一起燃燒，并且由此產(chǎn)生的燃燒氣體H₂O和CO₂被引入燃?xì)廨啓C(jī)用于產(chǎn)生能量，燃燒氣體經(jīng)過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)后在蒸汽鍋爐中分離成水蒸汽和二氧化碳，水蒸汽接著被引入蒸汽輪機(jī)，并且二氧化碳至少部分地回輸?shù)饺紵矣糜跍囟日{(diào)整。文檔編號(hào)F01K23/06GK101636559SQ200780049933公開日2010年1月27日申請(qǐng)日期2007年12月18日優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日發(fā)明者L·W·克普林杰申請(qǐng)人:西門子Vai金屬科技有限責(zé)任公司