ES2630311T3

ES2630311T3 - Procedimiento de enfriamiento y lavado de gas de síntesis de biomasa y sistema del mismo

Info

Publication number: ES2630311T3
Application number: ES12862504.3T
Authority: ES
Inventors: Yanfeng Zhang; Wenyan LIU; Minggui XIA; Liang Zhang
Original assignee: Wuhan Kaidi Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: Wuhan Kaidi Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2017-08-21
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: US20140305044A1; JP2015503642A; SG11201403674QA; WO2013097536A1; AU2012362087A1; RU2014131241A; EP2799524B1; MX353763B; EP2799524A4; KR20140111308A; AP2014007832A0; MX2014007945A; MY170638A; US9410096B2; CN102559289A; HRP20170979T1; BR112014016324A2; JP5829343B2; HUE033002T2; AU2012362087B2

Abstract

Un procedimiento para enfriar y lavar gas de síntesis de biomasa, teniendo el gas de síntesis de biomasa una temperatura de entre 1000 y 1100 ºC, un contenido de polvo de menos de 20 g/Nm3 y un contenido de alquitrán de menos de 3 g/Nm3, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas: 1) introducir el gas de síntesis en una torre de enfriamiento rápido con enfriamiento por agua para condensar una escoria; el gas de síntesis se enfría previamente mediante un dispositivo de conductos de enfriamiento por agua antes de transportarse a y de entrar en la torre de enfriamiento rápido con enfriamiento por agua, 2) introducir el gas de síntesis después de la condensación de la escoria en una caldera de calor residual para recuperar el calor residual y para condensar un alquitrán pesado en el gas de síntesis; en el que el calor residual se recupera en una sección a alta temperatura y en una sección a baja temperatura; la sección a alta temperatura es una caldera de calor residual de tubo de agua, y la temperatura del gas de síntesis en una salida de la misma está controlada a entre 400 y 450 ºC; la sección a baja temperatura es una caldera de calor residual de tubo de calor, y la temperatura del gas de síntesis en una salida de la misma está controlada a 200 ºC por debajo, y en el que el calor residual recuperado por el dispositivo de conductos de enfriamiento por agua y por la torre de enfriamiento rápido con enfriamiento por agua se transporta a una caldera de calor residual de tubo de calor para realizar la separación de vapor-agua, y el agua se hace circular para su uso, 3) introducir el gas de síntesis de la caldera de calor residual a una torre de lavado-enfriamiento para eliminar el polvo y disminuir la temperatura del gas de síntesis; e 4) introducir el gas de síntesis después de eliminar el polvo y de disminuir la temperatura en la torre de lavadoenfriamiento en un precipitador electrostático para eliminar adicionalmente el polvo y el alquitrán.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de enfriamiento y lavado de gas de smtesis de biomasa y sistema del mismo Campo de la invencion

La invencion se refiere al uso de la energfa de la biomasa en el campo de las nuevas energfas, y mas particularmente a un procedimiento y a un sistema para enfriar y lavar el gas de smtesis de la biomasa.

Antecedentes de la invencion

Con la disminucion de la reserva de combustible fosil, se le ha prestado cada vez mas atencion y se ha desarrollado rapidamente la biomasa, una energfa limpia y renovable. La produccion de gas y petroleo utilizando biomasa ha sido un importante proyecto de investigacion en el campo del desarrollo de las nuevas energfas.

Al igual que la produccion de gas de carbon, la produccion de gas de biomasa requiere procedimientos de purificacion de enfriamiento y de lavado. Actualmente, los estudios sobre el procedimiento de gasificacion de la biomasa han obtenido una gran cantidad de resultados, mientras que se han llevado a cabo relativamente pocos estudios sobre la purificacion del gas de smtesis de biomasa, que se refieren principalmente al procedimiento convencional para enfriar y lavar el gas de carbon.

El enfriamiento del gas de carbon generalmente se lleva a cabo en el gasificador, fuera del gasificador o en un gasificador combinado.

Cuando se utiliza agua para enfriar el gas de smtesis en el gasificador, el gasificador tiene una estructura complicada y un tamano grande. La escoria se adhiere facilmente a una superficie de la pared del gasificador, se forma facilmente escama en el lado del agua del gasificador y existen peligros ocultos, como la explosion del tubo y la perforacion y la fuga de agua. Cuando se utiliza gas para enfriar el gas de smtesis en el gasificador, el consumo de gas es grande, el gas mezclado se incrementa en un gran volumen, de manera que las dimensiones de los dispositivos posteriores aumentan de forma correspondiente. Ademas, el procedimiento principal y el procedimiento de gas de carbon circulante requieren un gran consumo de energfa.

Cuando se utiliza agua para enfriar el gas de smtesis fuera del gasificador, la temperatura del gas de smtesis se enfna a entre 200 y 300 °C, sin embargo, este procedimiento solo puede aplicarse a gases de smtesis qmmicos particulares, teniendo por lo tanto una gran limitacion.

Cuando el gas de smtesis a alta temperatura se enfna mediante el uso de una caldera de calor residual de radiacion, se requiere que la caldera de calor residual tenga una superficie de calentamiento de la escoria relativamente grande, y tiene que estar equipada con un dispositivo de eliminacion de polvo particular, lo que aumenta la inversion en el dispositivo.

Los procedimientos para eliminar el polvo del gas de carbon incluyen: precipitacion, filtrado, precipitacion ciclonica, precipitacion electrica, lavado con agua y eliminacion del polvo mediante un lavador Venturi. Los diferentes procedimientos de eliminacion de polvo vanan en el efecto de la eliminacion de polvo y en el consumo de resistencia.

Las caractensticas de los diferentes gases de smtesis producidos a partir de diferentes materias primas y por diferentes procedimientos de gasificacion no son todas iguales. Sin embargo, el procedimiento de procedimiento objetivo y la configuracion del sistema deben adoptarse para asegurar el objetivo de purificacion avanzada y el objetivo economico. Los procedimientos convencionales para purificar el gas de carbon, caracterizados por ser sistemas complicados, procedimientos largos, de alto consumo de energfa, baja eficiencia y estabilidad y por ser poco rentables, deben optimizarse y desarrollarse cuando se aplican para tratar el gas de smtesis de biomasa.

Sumario de la invencion

En vista de los problemas descritos anteriormente, un objetivo de la invencion es proporcionar un procedimiento, como se describe en la reivindicacion 1, y un sistema, como se describe en la reivindicacion 6, para enfriar y lavar gas de smtesis de biomasa. El procedimiento es facil y el sistema es simple y tiene bajo consumo de energfa y alta eficiencia.

Para lograr el objetivo anterior, de acuerdo con una realizacion de la invencion, se proporciona un procedimiento de enfriamiento y lavado de gas de smtesis de biomasa. El gas de smtesis de biomasa tiene una temperatura de entre 1000 y 1100 °C, un contenido de polvo de menos de 20 g/Nm3 y un contenido de alquitran de menos de 3 g/Nm3. El procedimiento comprende las siguientes etapas:

1) introducir el gas de smtesis en una torre de enfriamiento rapido para condensar una escoria;

2) introducir el gas de smtesis despues de la condensacion de la escoria en una caldera de calor residual para recuperar calor residual y condensar un alquitran pesado en el gas de smtesis;

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3) introducir el gas de smtesis de la caldera de calor residual en una torre de lavado-enfriamiento para eliminar el polvo y disminuir la temperature del gas de smtesis; e

4) introducir el gas de smtesis despues de eliminar el polvo y de disminuir la temperature en la torre de lavado- enfriamiento en un precipitador electrostatico para eliminar adicionalmente el polvo y el alquitran.

El gas de smtesis despues de enfriarse en la torre de enfriamiento rapido en la etapa 1) tiene una temperatura de entre 780 y 820 °C.

En la etapa 1), el gas de smtesis se enfna previamente mediante un dispositivo de conductos de enfriamiento por agua antes de entrar a la torre de enfriamiento rapido.

En la etapa 2), el calor residual se recupera en una seccion a alta temperatura y en una seccion a baja temperatura. La seccion a alta temperatura es una caldera de calor residual de tubo de agua, y la temperatura del gas de smtesis en una salida de la misma esta controlada a entre 400 y 450 °C. La seccion a baja temperatura es una caldera de calor residual de tubo de calor y la temperatura del gas de smtesis en una salida de la misma esta controlada a 200 °C por debajo.

Una presion de vapor de calor residual en la seccion a alta temperatura es mayor que 1,6 megapascales. Una presion de vapor de calor residual en la seccion a baja temperatura esta entre 0,5 y 1,6 megapascales.

En la etapa 1), la torre de enfriamiento rapido es una torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua. El gas de smtesis se enfna previamente mediante el dispositivo de conductos de enfriamiento por agua y se transporta a la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua. El calor residual recuperado por el dispositivo de conductos de enfriamiento por agua y por la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua se transporta a la caldera de calor residual de tubo de calor para realizar la separacion de vapor-agua y el agua se hace circular para su uso.

En la etapa 3), la temperatura del gas de smtesis en la torre de lavado-enfriamiento se reduce a entre 40 y 45 °C.

Otro objetivo de la invencion es proporcionar un sistema para enfriar y lavar el gas de smtesis de biomasa. El sistema comprende una torre de enfriamiento rapido conectada a un gasificador de biomasa por pirolisis a alta temperatura. La torre de enfriamiento rapido esta conectada a una caldera de calor residual, a una torre de lavado- enfriamiento y a un precipitador electrostatico a traves de una tubena de gas de smtesis.

El gasificador de biomasa por pirolisis a alta temperatura esta conectado a la torre de enfriamiento rapido a traves de un dispositivo de conductos de enfriamiento por agua.

El dispositivo de conductos de enfriamiento por agua comprende: un conducto de enfriamiento por agua y los primeros tubos de calentamiento. El conducto de enfriamiento por agua esta formado por un conducto de enfriamiento por agua de entrada, un conducto de enfriamiento por agua curvo superior, un conducto de enfriamiento por agua recto, un conducto de enfriamiento por agua curvo inferior y un conducto de enfriamiento por agua de salida, conectados en serie y con conexion estanca. Los primeros tubo de calentamiento estan dispuestos circunferencialmente y los primeros tubos de calentamiento adyacentes estan conectados sin interrupciones a traves de las primeras tiras de chapa de acero para formar una pared anular de enfriamiento por agua. Una cavidad de la pared anular de enfriamiento por agua forma los conductos de diferentes secciones.

El conducto de enfriamiento por agua de entrada comprende un colector anular de entrada y una pared anular de entrada de enfriamiento por agua. La pared anular de entrada de enfriamiento por agua esta conectada al conducto de enfriamiento por agua curvo superior. El colector anular de entrada esta provisto de un tubo de entrada de un medio de enfriamiento para introducir un medio de enfriamiento y de una pluralidad de adaptadores conectados a los primeros tubos de calentamiento, respectivamente. Una estructura del conducto de enfriamiento por agua de salida es la misma que la del conducto de enfriamiento por agua de entrada. Una pared interior del conducto de enfriamiento por agua esta provista de una primera capa refractaria que tiene un espesor de entre 60 y 80 mm.

La torre de enfriamiento rapido es la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua.

La torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua comprende un cilindro de enfriamiento por agua estanco. El cilindro de enfriamiento por agua esta rodeado por una pluralidad de segundos tubos de calentamiento, y los segundos tubos de calentamiento adyacentes estan en conexion estanca. Los extremos inferiores de todos los segundos tubos de calentamiento estan conectados a un colector de entrada para la entrada del agua de enfriamiento; los extremos superiores de todos los segundos tubos de calentamiento estan conectados a un colector de salida para la salida del agua de enfriamiento. Una primera junta de entrada esta dispuesta en una parte superior de una pared del cilindro de enfriamiento por agua para introducir el gas de smtesis a tratar. Una primera junta de salida esta dispuesta en una parte inferior de la pared del cilindro de enfriamiento por agua para la salida del gas de smtesis despues del tratamiento. La parte inferior del cilindro de enfriamiento por agua tiene forma de un cono invertido, y una parte inferior del cono invertido esta provista de una salida de escoria.

Una pluralidad de tubos de pulverizacion de agua esta dispuesta en una parte superior del cilindro de enfriamiento

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por agua. Un sistema de tubos de pulverizacion de un tubo de pulverizacion de agua comprende: un tanque de compensacion y una tobera de atomizacion. El tubo de pulverizacion de agua esta dispuesto entre el tanque de compensacion y la tobera de atomizacion. Una salida de agua del tanque de compensacion esta conectada al tubo de pulverizacion de agua a traves de una valvula de salida de agua. Una entrada de agua del tanque de compensacion esta conectada a una valvula de entrada de agua. El tanque de compensacion esta provisto ademas de una entrada de gas y de una salida de gas; la entrada de gas del tanque de compensacion esta conectada a una valvula de entrada de gas; y la salida de gas del tanque de compensacion esta conectada a una valvula de salida de gas.

La caldera de calor residual comprende una caldera de calor residual de tubo de agua y una caldera de calor residual de tubo de calor conectadas en serie.

La caldera de calor residual de tubo de agua comprende: un primer tambor y un cuerpo de la caldera dispuesto debajo del primer tambor. El cuerpo de la caldera esta en una estructura horizontal. Una segunda junta de entrada y una segunda junta de salida estan dispuestas en dos extremos horizontales del cuerpo de la caldera. El cuerpo de la caldera comprende: una pared de la caldera y una pluralidad de terceros tubos de calentamiento dispuestos longitudinalmente. Los extremos superiores de todos los terceros tubos de calentamiento estan conectados a un colector superior a traves de una tubena de conexion superior. Los extremos inferiores de todos los terceros tubos de calentamiento estan conectados a un colector inferior a traves de un tubo de conexion inferior. El colector superior esta conectado al primer tambor a traves de un tubo de salida de vapor para recuperar vapor. El colector inferior esta conectado a la parte inferior del primer tambor a traves de un tubo de bajada para suministrar el agua de enfriamiento. Dos paredes laterales del cuerpo de la caldera son paneles de tubo de pared de membrana. Un extremo superior y un extremo inferior de cada panel de tubo de pared de membrana estan conectados al colector superior y al colector inferior, respectivamente.

La caldera de calor residual de tubo de calor comprende: cuartos tubos de calentamiento, un segundo tambor y una pared de aislamiento termico. Los cuartos tubos de calentamiento son tubos termicos. Una seccion de liberacion de calor de cada tubo de calentamiento se inserta en el segundo tambor, y una seccion de absorcion de calor de cada tubo de calentamiento esta dispuesta en la pared de aislamiento termico. La pared de aislamiento termico esta conectada a una tercera junta de entrada y a una tercera junta de salida mediante soldadura, y un extremo inferior de la pared de aislamiento termico esta conectado a una tolva de cenizas mediante soldadura.

La torre de enfriamiento rapido es una torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua. El gasificador de biomasa por pirolisis a alta temperatura esta conectado a la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua a traves del dispositivo de conductos de enfriamiento por agua. Una tubena de agua de la caldera de calor residual de tubo de calor esta en conexion en serie con una tubena de agua del dispositivo de conductos de enfriamiento por agua y con una tubena de agua de la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua para formar un sistema de circulacion de agua.

La torre de lavado-enfriamiento es una torre de lavado-enfriamiento empaquetada.

El precipitador electrostatico es un precipitador electrostatico humedo.

Una salida de gas del precipitador electrostatico esta conectada a un gasometro y a un quemador mediante un ventilador.

En comparacion con el tratamiento de purificacion existente del gas de carbon, las ventajas de acuerdo con las realizaciones de la invencion se resumen como sigue: el procedimiento de enfriamiento se realiza fuera del gasificador mediante pulverizacion de agua, de modo que el procedimiento de gasificacion no se ve afectado. Tanto el efecto de la condensacion de la escoria como la eficiencia termica del sistema se mejoran mediante el control del grado de enfriamiento. La configuracion de las dos secciones de las calderas de calor residual bajo dos presiones consigue la recoleccion centralizada del alquitran pesado, la recuperacion de calor residual gradual y la mejora de la eficiencia termica de los dispositivos. La torre de lavado-enfriamiento y el precipitador electrostatico se emplean para eliminar el polvo y el alquitran, realizando de este modo la purificacion gradual del gas de smtesis. Todo el procedimiento es facil y la estructura del sistema es simple.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de estructura de un sistema para enfriar y lavar gas de smtesis de biomasa.

La figura 2 es un diagrama de estructura de un dispositivo de conductos de enfriamiento por agua de la figura 1. La figura 3 es una vista superior a lo largo de la direccion A de la figura 2.

La figura 4 es una vista ampliada tomada desde la lmea B-B de la figura 2.

La figura 5 es un diagrama de estructura de una torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua de la figura 1.

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La figura 6 es una vista en seccion tomada de la lmea C-C de la figura 5.

La figura 7 es una vista ampliada de la parte I de la figura 6.

La figura 8 es un sistema de tubos de pulverizacion de los tubos de pulverizacion de agua de la figura 5

La figura 9 es un diagrama de estructura de una caldera de calor residual de tubo de agua de la figura 1.

La figura 10 es una vista en seccion tomada desde la lmea D-D de la figura 9.

La figura 11 es un diagrama de estructura de una caldera de calor residual de tubo de calor de la figura 1.

La figura 12 es una vista en seccion tomada desde la lmea E-E de la figura 11.

En los dibujos, se utilizan los siguientes numeros de referencia: 1. Dispositivo de conductos de enfriamiento por

agua (1.1. Conducto de enfriamiento por agua de entrada; 1.2. Conducto de enfriamiento por agua curvo superior; 1.3. Conducto de enfriamiento por agua recto; 1.4. Conducto de enfriamiento por agua curvo inferior; 1.5. Conducto de enfriamiento por agua de salida; 1.6. Primera capa refractaria; 1.7. Primer tubo de calentamiento; 1.8. Primera tira de chapa de acero); 2. Torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua (2.1. Cilindro de enfriamiento por agua; 2.2. Tubo de pulverizacion de agua; 2.3. Colector de salida; 2.4. Primera junta de entrada; 2.5. Estructura de calentamiento adicional; 2.6. Primera junta de salida; 2.7. Colector de entrada; 2.8. Salida de escoria; 2.9. Segundo tubo de calentamiento; 2.10. Segunda tira de chapa de acero; 2.11. Primera capa de aislamiento termico; 2.12. Segunda capa refractaria); 3. Caldera de calor residual de tubo de agua (3.1. Tercer tubo de calentamiento; 3.2. Panel de tubo de pared de membrana; 3.3. Tubo de conexion superior; 3.4. Colector superior; 3.5. Tubo de conexion inferior; 3.6. Colector inferior; 3.7. Primer tambor; 3.8. Tubo de salida de vapor; 3.9. Tubo de bajada; 3.10. Tolva de cenizas; 3.11.Segunda capa de aislamiento termico; 3.12. Segunda junta de entrada; 3.13. Segunda junta de salida); 4. Caldera de calor residual de tubo de calor (4.1. Cuarto tubo de calentamiento; 4.2. Segundo tambor; 4.3. Manguito de sellado; 4.4. Tolva de cenizas; 4.5. Tercera junta de entrada; 4.6. Tercera junta de salida; 4.7. Pared de aislamiento termico); 5. Torre de lavado-enfriamiento; 6. Precipitador electrostatico; 7. Ventilador; 8. Gasometro; 9. Quemador; 10. Gasificador de biomasa por pirolisis a alta temperatura; 11. Conducto aislado de chapa de acero; 12. Sistema de tubos de pulverizacion de un tubo de pulverizacion de agua (12.1. Tanque de compensacion; 12.2. Valvula de entrada de agua; 12.3. Valvula de entrada de gas; 12.4. Valvula de salida de gas; 12.5. Controlador de ajuste; 12.6. Valvula de salida de agua; 12.7. Orificio regulador; 12.8. Valvula de cierre; 12.9. Manometro; 12.10. Tobera de atomizacion).

Descripcion detallada de las realizaciones

Las realizaciones detalladas de la invencion se ilustran espedficamente combinadas con los dibujos:

Como se muestra en la figura 1, un sistema para enfriar y lavar el gas de smtesis de biomasa de la invencion comprende: una torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua conectada a un gasificador 10 de biomasa por pirolisis a alta temperatura a traves de un dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua .La torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua esta conectada a una caldera 3 de calor residual de tubo de agua, a una caldera 4 de calor residual de tubo de calor, a una torre 5 de lavado-enfriamiento y a un precipitador 6 electrostatico, respectivamente, a traves de una tubena de gas de smtesis. Para recuperar y utilizar la energfa calonfica, una tubena de agua de la caldera 4 de calor residual de tubo de calor, una tubena de agua del dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua y una tubena de agua de la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua estan conectadas en serie para formar un sistema de circulacion de agua, permitiendo de este modo que el calor residual recuperado desde el dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua y desde la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua se aplique en la caldera 4 de calor residual de tubo de calor. Ademas, una salida de gas del precipitador 6 electrostatico esta conectada a un gasometro 8 y a un quemador 9 respectivamente a traves de un ventilador 7. La torre 5 de lavado-enfriamiento de lavado emplea una torre de lavado-enfriamiento empaquetada, el precipitador 6 electrostatico emplea un precipitador electrostatico humedo y el gasometro 8 emplea un gasometro humedo.

Preferentemente, el dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua esta conectado al gasificador 10 de biomasa por pirolisis a alta temperatura y a la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua, por lo que se evitan los defectos del conducto de gas comun, que el conducto de gas comun solo funciona en conexion pero no en enfriamiento de gases de combustion. El conducto comun se encuentra en una estructura de barril que se lamina mediante una chapa de acero o se forma mediante un tubo de acero de un diametro grande, y un mortero refractario que tiene un espesor de entre 200 y 300 mm se moldea en una pared interior de la estructura de barril. El conducto comun de tal estructura es adiabatico, imponiendo asf altos requerimientos de capacidad de enfriamiento en los dispositivos de enfriamiento posteriores. Por otro lado, el peso del conducto es pesado en presencia del mortero refractario que tiene un espesor de entre 200 y 300 mm, y el mortero refractario es propenso a caerse, dando lugar a la perforacion de la estructura de barril del conducto y a la fuga de gases de combustion, o incluso al riesgo de fuego o explosion. Como se muestra en las figuras 2-4, el dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua comprende un conducto de enfriamiento por agua y los primeros tubos 1.7 de calentamiento. El conducto de enfriamiento por agua esta formado por un conducto 1.1 de enfriamiento por agua de entrada, un conducto 1.2 de enfriamiento por

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agua curvo superior, un conducto 1.3 de enfriamiento por agua recto, un conducto 1.4 de enfriamiento por agua curvo inferior y un conducto 1.5 de enfriamiento por agua de salida conectados en serie y con conexion estanca. Los primeros tubos 1.7 de calentamiento estan dispuestos circunferencialmente y los primeros tubos 1.7 de calentamiento adyacentes se conectan sin interrupciones a traves de las primeras tiras 1.8 de chapa de acero para formar una pared de enfriamiento por agua anular. Una cavidad de la pared anular de enfriamiento por agua forma los conductos de diferentes secciones. El conducto 1.1 de enfriamiento por agua de entrada comprende un colector anular de entrada y una pared anular de entrada de enfriamiento por agua. La pared anular de entrada de enfriamiento por agua esta conectada al conducto 1.2 de enfriamiento por agua curvo superior. El colector anular de entrada esta provisto de un tubo de entrada de un medio de enfriamiento para introducir un medio de enfriamiento. En el presente documento el medio de enfriamiento es agua de circulacion introducida fuera de la caldera de calor residual de tubo de calor. El colector anular de entrada esta provisto ademas de una pluralidad de adaptadores conectados a los primeros tubos 1.7 de calentamiento, respectivamente. Una estructura del conducto 1.5 de enfriamiento por agua de salida es la misma que la del conducto 1.1 de enfriamiento por agua de entrada. Una pared interior del conducto de enfriamiento por agua esta provista de una primera capa 1.6 refractaria que tiene un espesor de entre 60 y 80 mm, preferentemente de 70 mm, para mejorar la resistencia a altas temperaturas y el rendimiento de resistencia al desgaste y prolongar la vida util del mismo. Por lo tanto, el agua de enfriamiento introducida fuera de la caldera 4 de calor residual de tubo de calor entra en el colector anular de entrada del conducto 1.1 de enfriamiento por agua de entrada, pasa uniformemente a traves de los primeros tubos 1.7 de calentamiento que forman diferentes secciones del conducto de enfriamiento por agua, se acumula en un colector anular de salida del conducto 1.5 de enfriamiento por agua de salida y, finalmente, entra en la torre de enfriamiento rapido. El agua de enfriamiento absorbe continuamente la energfa calonfica del gas de smtesis de biomasa durante el procedimiento de flujo, de modo que la temperatura del agua de enfriamiento aumenta mientras que la temperatura del gas de smtesis de biomasa disminuye, realizandose de este modo el intercambio de calor entre los mismos. El dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua funciona en el transporte de gas de combustion, asf como en el enfriamiento del gas de combustion. Por lo tanto, la temperatura de la pared interior del conducto es baja, el alquitran no es propenso a condensarse, la adherencia del alquitran y la obstruccion de las cenizas resultantes de la condensacion del alquitran se evitan eficazmente, asegurando asf la estabilidad de funcionamiento a largo plazo del dispositivo. Ademas, el conducto no requiere el mortero refractario de espesor grande, por lo que se evitan la perforacion de la estructura de barril del conducto y la fuga de gas de combustion resultante de la fractura y del colapso del mortero refractario, y se garantiza la seguridad para el funcionamiento a largo plazo del dispositivo. Debe entenderse que la chimenea comun tambien puede conseguir el esquema tecnico de la invencion, pero su efecto no es bueno.

Preferentemente, la torre de enfriamiento rapido adopta una torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua para resolver los problemas existentes en la torre de enfriamiento rapido comun, tales como, peso pesado, inicio y parada lentos y facil desprendimiento del mortero refractario de espesor relativamente grande. Como se muestra en las figuras. 5-7, la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua comprende un cilindro 2.1 de enfriamiento por agua estanco .El cilindro de enfriamiento por agua estanco esta en una estructura de membrana, es decir, el cilindro 2.1 de enfriamiento por agua esta rodeado por una pluralidad de segundos tubos 2.9 de calentamiento, una extremo superior del cilindro 2.1 de enfriamiento por agua tiene una forma de un cono formado doblando todos los segundos tubos 2.9 de calentamiento y los segundos 2.9 tubos de calentamiento adyacentes estan en conexion estanca mediante el uso de tiras 2.10 de chapa de acero. Los extremos inferiores de todos los segundos tubos 2.9 de calentamiento estan conectados a un colector 2.7 de entrada y los extremos superiores de todos los segundos tubos 2.9 de calentamiento estan conectados a un colector 2.3 de salida. El agua de enfriamiento pasa respectivamente a traves del colector 2.7 de entrada, de los segundos 2.9 tubos de calentamiento y del colector 2.3 de salida para absorber el calor residual del gas de smtesis, disminuyendo asf la temperatura del gas de smtesis. Una primera junta 2.4 de entrada esta dispuesta en una parte superior de una pared del cilindro 2.1 de enfriamiento por agua para introducir el gas de smtesis a tratar. Una primera junta 2.6 de salida esta dispuesta en una parte inferior de la pared del cilindro 2.1 de enfriamiento por agua para la salida del gas de smtesis despues del tratamiento. La primera junta 2.4 de entrada y la primera junta 2.6 de salida estan hechas de bridas de acero. La parte inferior del cilindro 2.1 de enfriamiento por agua tiene forma de un cono invertido, y una parte inferior del cono invertido esta provista de una salida 2.8 de escoria. Ademas, el cilindro 2.1 de enfriamiento por agua esta provisto de una estructura 2.5 de calentamiento adicional de acuerdo con los requisitos de procedimiento y de diseno para mejorar la absorcion del calor residual del gas de smtesis. En el presente documento, la estructura 2.5 de calentamiento adicional es una pluralidad de tubos de calentamiento en forma de U dispuestos en una parte superior de la pared del cilindro 2.1 de enfriamiento por agua. Una pluralidad de tubos 2.2 de pulverizacion de agua esta dispuesta en una parte superior del cilindro 2.1 de enfriamiento por agua, el numero de tubos 2.2 de pulverizacion de agua se determina de acuerdo con los requerimientos. Una pared interior de la parte de cono invertido del cilindro

2.1 de enfriamiento por agua esta provista de una segunda capa 2.12 refractaria que tiene un espesor de entre 50 y 60 mm para mantener una superficie interior de la parte de cono invertido a una cierta temperatura, siendo por lo tanto beneficioso para la descarga de la escoria condensada y del alquitran a traves de la salida de escoria. Una superficie exterior del cilindro 2.1 de enfriamiento por agua se cubre con una primera capa 2.11 de aislamiento termico que esta hecha de algodon termoaislante que tiene una buena propiedad de aislamiento termico y pequena densidad, de modo que la temperatura de la superficie exterior de la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua se mantiene a una temperatura que no exceda de 40 °C mientras que el peso de todo el dispositivo no aumenta. Durante el funcionamiento del dispositivo de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua, los tubos 2.2 de pulverizacion de agua trabajan junto con los segundos tubos 2.9 de calentamiento o estan cerradas, dejando que

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el gas de smtesis se enfne mediante los segundos tubos 2.9 de calentamiento individualmente. Por lo tanto, se cambia el procedimiento de enfriamiento convencional por pulverizacion de agua. En el presente documento, la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua tiene una estructura simple, peso ligero, instalacion y mantenimiento convenientes y es capaz de recuperar una parte del calor residual del gas de smtesis. Debe entenderse que la torre de enfriamiento rapido comun tambien puede lograr el esquema tecnico de la invencion, pero su efecto no es bueno.

Cuando se adopta la torre de enfriamiento comun o la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua, se adoptan los tubos 2.2 de pulverizacion de agua. En el presente documento se proporciona un sistema 12 de tubos de pulverizacion para los tubos 2.2 de pulverizacion de agua. Un procedimiento comun de atomizacion por pulverizacion de agua incluye la atomizacion neumatica y la atomizacion mecanica. Cuando se adopta la atomizacion neumatica, se puede conseguir facilmente un control estable del flujo y del efecto de pulverizacion de agua. Sin embargo, como se requiere que el gas comprimido para la atomizacion entre en el entorno de pulverizacion de agua, el uso de la atomizacion se restringe un cierto grado. Cuando se adopta la atomizacion mecanica, la presion del agua dentro de los tubos de agua a menudo fluctua dentro de una cierta amplitud, por lo que es diffcil mantener una presion del agua relativamente estable; y es difmil regular con precision la presion del agua cuando se necesita regular la presion del agua, ademas, se requiere un largo penodo y un gran consumo de energfa para regular la presion del agua a un valor establecido. Como se muestra en la figura 8, el sistema de tubos de pulverizacion para los tubos 2.2 de pulverizacion de agua comprende: un tanque 12.1 de compensacion, un controlador 12.5 de ajuste, una valvula 12.2 de entrada de agua, una valvula 12.3 de entrada de gas, una valvula 12.6 de salida de agua y una tobera 12.10 de atomizacion .El tanque 12.1 de compensacion es un tanque estanco de acero. En una parte superior del tanque 12.1 de compensacion se almacena gas comprimido y en una parte inferior del tanque 12.1 de compensacion se almacena agua. El tanque 12.1 de compensacion se prueba con una entrada de agua, una salida de agua, una entrada de gas y una salida de gas, que estan conectadas con la valvula 12.2 de entrada de agua, con la valvula 12.6 de salida de agua, con la valvula 12.3 de entrada de gas y con la valvula 12.4 de salida de gas, respectivamente. La valvula 12.2 de entrada de agua esta dispuesta en una parte inferior del tanque 12.1 de compensacion y esta conectada a una fuente externa de agua que se suministra con el agua mediante los tubos de agua a una cierta presion o directamente mediante una bomba de agua en una region de planta. El agua de los tubos de enfriamiento entra en el tanque 12.1 de compensacion. La valvula 12.6 de salida de agua esta dispuesta en una parte inferior del tanque 12.1 de compensacion y esta conectada a una pluralidad de tubos de pulverizacion de agua en derivacion. Cada uno de los tubos de pulverizacion de agua en derivacion esta conectado a un orificio 12.7 regulador, a una valvula 12.8 de cierre, a un manometro 12.9 y a la tobera 12.10 de atomizacion, respectivamente. La valvula 12.3 de entrada de gas esta dispuesta en la parte superior del tanque 12.1 de compensacion y esta conectada a una fuente de gas comprimido en la region de planta. La valvula 12.4 de salida de gas esta dispuesta en una parte superior del tanque 12.1 de compensacion y es capaz de comunicarse con el entorno externo. El controlador 12.5 de ajuste es un modulo de control y es capaz de controlar el inicio y el cierre de la valvula 12.3 de entrada de gas y de la valvula 12.4 de salida de gas de acuerdo con la presion dentro del tanque

12.1 de compensacion y con el programa de funcionamiento, regulando la presion dentro del tanque 12.1 de compensacion, con lo que se controla y se regula adicionalmente la presion del agua de pulverizacion en el sistema de tubos. Durante el funcionamiento del sistema 12 de tubos de pulverizacion, la fuente externa de agua entra en el tanque 12.1 de compensacion a traves de la valvula 12.2 de entrada de agua, el agua del tanque 12.1 de compensacion pasa a traves de la valvula 12.6 de salida de agua y se distribuye a cada tubo de pulverizacion de agua en derivacion, en los que el agua fluye a traves del orificio 12.7 regulador y de la valvula 12.8 de cierre y a la tobera 12.10 de atomizacion para la atomizacion, el agua atomizada se pulveriza finalmente en el entorno que requiere agua de pulverizacion, y en el presente documento el entorno que requiere agua de pulverizacion es la torre de enfriamiento rapido. El orificio 12.7 regulador se utiliza para equilibrar la presion de cada tubo de pulverizacion de agua en derivacion y para asegurar el efecto de pulverizacion de agua de cada tubo de pulverizacion de agua en derivacion. La valvula 12.8 de cierre determina si el tubo de pulverizacion de agua en derivacion que esta dispuesto funciona. El manometro 12.9 se utiliza para mostrar una presion de atomizacion precisa. La presion dentro del sistema 12 de tubos de pulverizacion se controla mediante el gas comprimido en el tanque 2.1 de compensacion y puede regularse de forma precisa y rapida por el sistema. La fuente de gas comprimido tiene un amplio intervalo de seleccion. Se utiliza la atomizacion mecanica, se impide que el gas comprimido entre en el entorno de pulverizacion de agua, y el intervalo de aplicacion es amplio. Todo el procedimiento se controla mediante el controlador 12.5 de ajuste, realizando asf el funcionamiento automatico. Debe entenderse que el sistema de tubos de la atomizacion neumatica comun o de la atomizacion qmmica tambien puede lograr el esquema tecnico de la invencion, pero su efecto no es bueno debido a los defectos descritos anteriormente.

Como se muestra en las figuras. 9-10, la caldera 3 de calor residual de tubo de agua comprende: un primer tambor 3.7 y un cuerpo de la caldera dispuesta debajo del primer tambor 3.7. El cuerpo de la caldera esta en una estructura horizontal. Una segunda junta 3.12 de entrada y una segunda junta 3.13 de salida estan dispuestas en dos extremos horizontales del cuerpo de la caldera, respectivamente. El gas de smtesis a alta temperatura fluye horizontalmente en la caldera. El cuerpo de la caldera comprende: una pared de la caldera y una pluralidad de terceros tubos 3.1 de calentamiento dispuestos longitudinalmente. Dos paredes laterales del cuerpo de la caldera son paneles 3.2 de tubo de pared de membrana que funcionan en la absorcion de calor y en el sellado. El gas de smtesis a alta temperatura fluye entre los terceros tubos 3.1 de calentamiento mientras que el agua de enfriamiento en el interior de los terceros tubos 3.1 de calentamiento y los paneles 3.2 de tubo de pared de membrana absorbe el calor residual del gas de

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smtesis para disminuir la temperatura del gas de smtesis. Los extremos superiores y los extremos inferiores de todos los terceros tubos 3.1 de calentamiento estan conectados a un tubo 3.3 de conexion superior y a un tubo 3.5 de conexion inferior, respectivamente, mediante soldadura. El tubo 3.3 de conexion superior y el tubo 3.5 de conexion inferior estan conectados al colector 3.4 superior y al colector 3.6 inferior, respectivamente. Un extremo superior y un extremo inferior de cada panel 3.2 de tubo de pared de membrana tambien estan conectados al colector 3.4 superior y al colector 3.6 inferior, respectivamente. El colector 3.4 superior esta conectado con el primer tambor 3.7 a traves de un tubo 3.8 de salida de vapor y una interconexion del tubo 3.8 de salida de vapor esta dispuesta en una parte superior de la superficie del lfquido en el primer tambor 3.7, de modo que el vapor transformado a partir del agua de enfriamiento despues de absorber el calor residual del gas de smtesis se recupera y se emite desde una parte superior del primer tambor 3.7 para aplicarlo en otro procedimiento. El colector 3.6 inferior esta conectado a la parte inferior del primer tambor 3.7 a traves de un tubo 3.9 de bajada. El agua de enfriamiento del primer tambor 3.7 pasa a traves del tubo 3.9 de bajada, del colector 3.6 inferior y del tubo 3.5 de conexion inferior y entra en los terceros 3.1 tubos de calentamiento y en los paneles 3.2 de tubo de pared de membrana. De este modo, existe una diferencia de densidad entre el vapor y el agua de enfriamiento, de manera que se forma una circulacion de agua natural entre el primer tambor 3.7 y los terceros tubos 3.1 de calentamiento y los paneles 3.2 de tubo de pared de membrana. Cuando el gas de smtesis de biomasa fluye entre los terceros tubos

3.1 de calentamiento, la temperatura del gas de smtesis de biomasa disminuye continuamente puesto que la energfa calonfica del mismo se absorbe continuamente por el agua de enfriamiento. El alquitran en el gas de smtesis se condensa continuamente y se adhiere a las superficies de los terceros tubos 3.1 de calentamiento y de los paneles

3.2 de tubos de pared de membrana, y el alquitran esta en estado lfquido. Debido a que los terceros tubos 3.1 de calentamiento y los paneles 3.2 de tubos de pared de membrana estan dispuestos longitudinalmente, el alquitran fluye hacia abajo a lo largo con los terceros tubos 3.1 de calentamiento y de los paneles 3.2 de tubo de pared de membrana, por la accion de la gravedad y cae en una tolva 3.10 de cenizas dispuesta sobre un superficie inferior del cuerpo de la caldera descargandose de ese modo a partir de una salida de cenizas. La segunda junta 3.12 de entrada y la segunda junta 3.13 de salida adoptan estructuras conicas, cuyas paredes interiores estan cubiertas con capas refractarias hechas de mortero refractario o se cubren con serpentines de enfriamiento de agua. Ademas, las segundas capas 3.11 de aislamiento termico estan cubiertas en los paneles 3.2 de tubo de pared de membrana y en una superficie exterior de la pared superior del cuerpo de la caldera. Las segundas capas 3.11 de aislamiento termico preferentemente estan hechas de algodon termoaislante que tiene una buena propiedad de aislamiento termico y pequena densidad, por lo que el peso del dispositivo es significativamente mas ligero que el de la caldera de calor residual convencional. La caldera 3 de calor residual de tubo de agua esta dispuesta en una seccion de procedimiento en la que la temperatura del gas de smtesis es relativamente alta y la eficiencia de transferencia de calor es alta. El vapor a alta presion recuperado puede utilizarse en otras secciones del procedimiento y el peso propio de caldera 3 de calor residual de tubo de agua es ligero.

La caldera 4 de calor residual de tubo de calor esta en una estructura horizontal y el gas de smtesis en su interior fluye horizontalmente. La caldera 4 de calor residual de tubo de calor comprende cuartos tubos 4.1 de calentamiento (tubos de calor). Una pluralidad de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento esta dispuesta longitudinalmente en un orden. El gas de smtesis a alta temperatura fluye horizontalmente entre las partes inferiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento en estructuras de tubo liso. Las partes superiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento se insertan en un segundo tambor 4.2. Un manguito 4.3 de sellado esta dispuesto en una posicion en la que los cuartos tubos 4.1 de calentamiento y el segundo tambor 4.2 estan conectados para evitar el estres termico del metal debido a una diferencia de temperatura relativamente grande. El segundo tambor 4.2 esta provisto de una entrada de agua de enfriamiento y una salida de agua caliente (o una salida de vapor). Dos lados de un haz de tubos formado por los cuartos tubos 4.1 de calentamiento estan provistos de paredes de aislamiento 4.7 termico. Una superficie de contacto entre cada pared 4.7 de aislamiento termico y el gas de smtesis esta provista de ladrillos de aislamiento termico. Un lado exterior de la pared 4.7 de aislamiento termico se suelda con chapas de acero para asegurar la estanqueidad integral. El algodon termoaislante esta dispuesto entre los ladrillos de aislamiento termico y las chapas de acero de acuerdo con el requisito del diseno. Una tercera junta 4.5 de entrada y una tercera junta 4.6 de salida de la caldera 4 de calor residual de tubo de calor son juntas cuadradas y redondas en estructuras conicas formadas enrollando una chapa de acero. Una pared interior de la tercera junta 4.5 de entrada se moldea con un aislante termico o mortero refractario. Tanto la tercera junta 4.5 de entrada como la tercera junta 4.6 de salida estan en conexion estanca con las chapas de acero de sellado dispuestas fuera de la pared 4.7 de aislamiento termico mediante soldadura. Las partes inferiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento estan provistas de una tolva 4.4 de cenizas de tipo de junta cuadrada y redonda enrolladas mediante una chapa de acero. La tolva 4.4 de cenizas tambien esta en conexion estanca con las chapas de acero de sellado dispuestas fuera de la pared 4.7 de aislamiento termico mediante soldadura. Cuando la caldera 4 de calor residual de tubo de calor funciona, las partes inferiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento son secciones de absorcion de calor y las partes superiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento son secciones de liberacion de calor. Las partes inferiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento absorben la energfa calonfica del gas de smtesis y disminuyen la temperatura del gas de smtesis. El agua de enfriamiento en el segundo tambor 4.2 absorbe la energfa calonfica liberada desde las partes superiores de las de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento y se transforma en agua caliente o en vapor que se introduce a continuacion fuera del segundo tambor 4.2 y se suministra a otros procedimientos o para su uso. Para mejorar la eficiencia de utilizacion de calor, el agua caliente recuperada se suministra al dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua y a la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua para su reciclado. El alquitran se condensa continuamente a medida que la temperatura del gas de smtesis que fluye en la caldera 4 de

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calor residual de tubo de calor disminuye.

Las partes inferiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento no entran en contacto directamente con el agua de enfriamiento dentro del segundo tambor 4.2. De este modo, las superficies de las partes inferiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento se mantienen a una temperatura de metal relativamente alta, la temperature del alquitran adherido a las superficies de los mismos aumenta de manera correspondiente, lo que disminuye la viscosidad de flujo del alquitran. Mientras tanto, las partes inferiores de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento son estructuras lisas verticalmente hacia abajo en ausencia de accesorios adicionales que puedan aumentar la resistencia al flujo del alquitran, de modo que el alquitran que se adhiere y particularmente unido a las superficies de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento cae a la tolva 4.4 de cenizas por la accion de la gravedad y finalmente se descarga fuera. Es necesario limpiar las superficies de de los cuartos tubos 4.1 de calentamiento para mejorar la eficiencia de transferencia de calor de la caldera 4 de calor residual de tubo de calor. Es beneficioso para disminuir la corrosion del gas de srntesis en el metal, manteniendo las superficies los cuartos tubos 4.1 de calentamiento a una temperatura relativamente alta.

La caldera de calor residual comun en lugar de la caldera 3 de calor residual de tubo de agua anteriormente descrita y de la caldera 4 de calor residual de tubo de agua tambien puede realizar la funcion de todo el sistema, sin embargo, la eficiencia de transferencia de calor y el efecto de la recuperacion de calor residual de la caldera de calor residual comun son relativamente pobres.

El procedimiento de enfriamiento y lavado de gas de srntesis de biomasa utilizando el sistema de enfriamiento y de lavado anterior se lleva a cabo como sigue:

1) El gas de srntesis biomasa producido en el gasificador 10 de biomasa que tiene la temperatura de entre 1000 y 1100 °C, un contenido de polvo de menos de 20 g/Nm3 y un contenido de alquitran de menos de 3 g/Nm3, se introduce en la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua traves del dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua, en el que el gas de srntesis se enfna previamente, se pulveriza agua en la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua para disminuir la temperatura del gas de srntesis a entre 780 y 820 °C y para condensar la escoria en el gas de srntesis. La escoria se descarga desde una parte inferior de la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua. Por lo tanto, se evita que las superficies de calentamiento de las calderas de calor residual se contaminen por la escoria en el procedimiento posterior y se garantiza la estabilidad del rendimiento de intercambio de calor de las calderas de calor residual.

2) El gas de srntesis despues de la condensacion de la escoria en la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua se transporta a la caldera de calor residual. La caldera de calor residual en el presente documento incluye una seccion a alta temperatura y una seccion a temperatura mas baja. La seccion a alta temperatura emplea la caldera 3 de calor residual de tubo de agua. La temperatura del gas de srntesis a la salida de la seccion a alta temperatura de la caldera de calor residual esta entre 400 y 450 °C, que es mayor que un punto de condensacion del alquitran pesado, evitando asf la condensacion del alquitran. Una presion de diseno en la caldera de calor residual de tubo de agua es igual a o mayor que 1,6 megapascales, mejorando asf la calidad de la temperatura del vapor y satisfaciendo los requisitos del vapor qmmico correspondiente. La seccion a baja temperatura emplea la caldera 4 de calor residual de tubo de calor para mejorar el efecto de intercambio de calor. La temperatura del gas de srntesis a la salida de la seccion a baja temperatura de la caldera de calor residual se controla a menos de 200 °C para condensar el alquitran pesado en esta seccion y para recoger el alquitran pesado mediante el aliviadero. Una presion de diseno en la caldera de calor residual de tubo de calor es de entre 0,5 y 1,6 megapascales y el vapor a baja presion producido en la misma se suministra al precipitador electrostatico para su desecho. El calor residual recuperado por el dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua y por la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua se transporta a la caldera 4 de calor residual de tubo de calor para realizar la separacion de vapor-agua, y el agua se hace circular para su uso.

3) Comparado con el gas de carbon, el gas de srntesis de la biomasa tiene un contenido relativamente bajo de polvo y de alquitran. La eliminacion previa de polvo no requiere un colector de polvo de ciclon o un colector de polvo Venturi, de modo que el gas de srntesis procedente de la salida de la caldera 4 de calor residual de tubo de calor se introduce directamente en la torre de lavado-enfriamiento empaquetada. No solo se realizan los fines de eliminacion de polvo y de la disminucion de la temperatura, sino que tambien los gases nocivos, incluyendo H2S, NH3 y HCN, se eliminan por lavado. Ademas, la resistencia del sistema se reduce y se ahorra el consumo electrico del ventilador 7. La temperatura del gas de srntesis despues del lavado se reduce a entre 40 y 45 °C.

4) El gas de srntesis finalmente se transporta a precipitador electrostatico humedo para eliminar adicionalmente el polvo y el alquitran para asegurar tanto un contenido de polvo como un contenido de alquitran de <10 mg/Nm3 y una temperatura de <45 °C, la cual satisface por completo el requerimiento de gas de los procedimientos posteriores. Una recuperacion sensible de calor es mayor que el 80 %.

El gas de srntesis calificado se bombea a continuacion mediante el ventilador 7 a un gasometro humedo para su almacenamiento o se suministra al procedimiento corriente abajo para su uso. El quemador 9 esta conectado en paralelo con el gasometro humedo y es un dispositivo importante para la combustion de gases residuales cuando se inicia el sistema y la composicion del gas de srntesis es excesiva.

La clave de la invencion es utilizar la torre de enfriamiento rapido y la caldera de calor residual para enfriar el gas de smtesis y recuperar el calor residual y el alquitran pesado, y emplear la torre de lavado-enfriamiento y el precipitador electrostatico para eliminar gradualmente el polvo y el alquitran, de modo que el enfriamiento y el lavado del gas de smtesis de biomasa se consiguen con bajo consumo de energfa y alta eficiencia. Por lo tanto, el ambito de la 5 proteccion de la invencion no esta limitado por las realizaciones anteriores. Sera obvio para los expertos en la materia que pueden hacerse cambios y modificaciones sin apartarse de la invencion en sus aspectos mas amplios. Por ejemplo: el dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua, la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua, la caldera 3 de calor residual de tubo de agua y la caldera 4 de calor residual de tubo de calor no se limitan a las estructuras espedficas ilustradas en lo anterior, el esquema tecnico de la invencion tambien se 10 puede lograr mediante el uso del conducto comun, de la torre de enfriamiento comun y de la caldera de calor residual comun. Las estructuras de los dispositivos en el sistema no se limitan a las estructuras espedficas descritas en las realizaciones anteriores, es posible llevar a cabo cambios y modificaciones equivalentes. La caldera 4 de calor residual de tubo de calor, el dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua, la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua no se limitan tampoco al tipo de circulacion de agua de las realizaciones 15 anteriores, es posible utilizar el suministro individual de agua para el dispositivo 1 de conductos de enfriamiento por agua y para la torre 2 de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua y suministrar el calor residual recuperado de la caldera de calor residual de tubo de calor para otros procedimientos. Los parametros que incluyen la temperatura y la presion en diferentes etapas pueden ajustarse razonablemente de acuerdo con la temperatura, el contenido de polvo y el contenido de alquitran del gas de smtesis a tratar. El objetivo de las reivindicaciones adjuntas es cubrir 20 todos los cambios y modificaciones que entran dentro del verdadero espmtu y ambito de la invencion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para enfriar y lavar gas de smtesis de biomasa, teniendo el gas de smtesis de biomasa una temperatura de entre 1000 y 1100 °C, un contenido de polvo de menos de 20 g/Nm3 y un contenido de alquitran de menos de 3 g/Nm3, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

1) introducir el gas de smtesis en una torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua para condensar una escoria; el gas de smtesis se enfna previamente mediante un dispositivo de conductos de enfriamiento por agua antes de transportarse a y de entrar en la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua,

2) introducir el gas de smtesis despues de la condensacion de la escoria en una caldera de calor residual para recuperar el calor residual y para condensar un alquitran pesado en el gas de smtesis; en el que

el calor residual se recupera en una seccion a alta temperatura y en una seccion a baja temperatura;

la seccion a alta temperatura es una caldera de calor residual de tubo de agua, y la temperatura del gas de

smtesis en una salida de la misma esta controlada a entre 400 y 450 °C;

la seccion a baja temperatura es una caldera de calor residual de tubo de calor, y la temperatura del gas de smtesis en una salida de la misma esta controlada a 200 °C por debajo, y

en el que el calor residual recuperado por el dispositivo de conductos de enfriamiento por agua y por la torre de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua se transporta a una caldera de calor residual de tubo de calor para realizar la separacion de vapor-agua, y el agua se hace circular para su uso,

3) introducir el gas de smtesis de la caldera de calor residual a una torre de lavado-enfriamiento para eliminar el polvo y disminuir la temperatura del gas de smtesis; e

4) introducir el gas de smtesis despues de eliminar el polvo y de disminuir la temperatura en la torre de lavado- enfriamiento en un precipitador electrostatico para eliminar adicionalmente el polvo y el alquitran.
2. El procedimiento de la reivindicacion 1, caracterizado porque el gas de smtesis despues enfriarse mediante la torre de enfriamiento en la etapa 1) tiene una temperatura de entre 780 y 820 °C.
3. El procedimiento de la reivindicacion 1, caracterizado porque una presion de vapor de calor residual en la seccion a alta temperatura es mayor que 1,6 megapascales.
4. El procedimiento de la reivindicacion 1, caracterizado porque una presion de vapor de calor residual en la seccion a baja temperatura esta entre 0,5 y 1,6 megapascales.
5. El procedimiento de la reivindicacion 1, caracterizado porque en la etapa 3), la temperatura del gas de smtesis en la torre de lavado-enfriamiento se reduce a entre 40 y 45 °C.
6. Un sistema para enfriar y lavar gas de smtesis de biomasa, caracterizado porque

el sistema comprende una torre (2) de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua conectada a un gasificador (10) de biomasa por pirolisis a alta temperatura a traves de un dispositivo (1) de conductos de enfriamiento por agua;

la torre (2) de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua esta conectada a una caldera de calor residual, a una torre (5) de lavado-enfriamiento y a un precipitador (6) electrostatico humedo a traves de una tubena de gas de smtesis, en el que la caldera de calor residual comprende una caldera (13) de calor residual de tubo de agua y una caldera (4) de calor residual de tubo de calor conectadas en serie, y

una tubena de agua de la caldera (4) de calor residual de tubo de calor esta conectada en serie con una tubena de agua del dispositivo (1) de conductos de enfriamiento por agua y con una tubena de agua de la torre (2) de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua para formar un sistema de circulacion de agua.
7. El sistema de la reivindicacion 6, caracterizado porque

el dispositivo (1) de conductos de enfriamiento por agua comprende: un conducto de enfriamiento por agua y los primeros tubos (1.7) de calentamiento;

el conducto de enfriamiento por agua esta formado por un conducto (1.1) de enfriamiento por agua de entrada; un conducto (1.2) de enfriamiento por agua curvo superior; un conducto (1.3) de enfriamiento por agua recto; un conducto (1.4) de enfriamiento por agua curvo inferior; y un conducto (1.5) de enfriamiento por agua de salida conectados en serie y con conexion estanca;

los primeros tubos (1.7) de calentamiento estan dispuestos circunferencialmente, y los primeros tubos (1.7) de calentamiento adyacentes estan conectados sin interrupciones a traves de las primeras tiras (1.8) de chapa de acero para formar una pared anular de enfriamiento por agua; y

una cavidad de la pared anular de enfriamiento por agua forma los conductos de diferentes secciones.
8. El sistema de la reivindicacion 7, caracterizado porque

el conducto (1.1) de enfriamiento por agua de entrada comprende un colector de entrada anular y una pared anular de enfriamiento por agua de entrada;

la pared de enfriamiento por agua anular de entrada esta conectada al conducto (1.2) de enfriamiento por agua curvo superior;

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el colector de entrada anular esta provisto de un tubo de entrada del medio de enfriamiento para introducir un medio de enfriamiento y una pluralidad de adaptadores conectados a los primeros tubos (1.7) de calentamiento, respectivamente; y

una estructura del conducto (1.5) de enfriamiento por agua de salida es la misma que la del conducto (1.1) de enfriamiento por agua de entrada.
9. El sistema de la reivindicacion 7, caracterizado porque una pared interior del conducto de enfriamiento por agua esta provista de una primera capa (1.6) refractaria que tiene un espesor de entre 60 y 80 mm.
10. El sistema de la reivindicacion 6, caracterizado porque

la torre (2) de enfriamiento rapido con enfriamiento por agua comprende un cilindro (2.1) de enfriamiento por agua estanco;

el cilindro (2.1) de enfriamiento por agua esta rodeado por una pluralidad de segundos tubos (2.9) de

calentamiento, y los segundos tubos (2.9) de calentamiento adyacentes estan en conexion estanca;

los extremos inferiores de todos los segundos tubos (2.9) de calentamiento estan conectados a un colector (2.7)

de entrada para introducir el agua de enfriamiento; los extremos superiores de todos los segundos tubos (2.9) de

calentamiento estan conectados a un colector (2.3) de salida para la salida del agua de enfriamiento;

una primera junta (2.4) de entrada esta dispuesta en una parte superior de una pared del cilindro (2.1) de

enfriamiento por agua para introducir el gas de smtesis a tratar;

una primera junta (2.6) de salida esta dispuesta en una parte inferior de la pared del cilindro (2.1) de enfriamiento por agua para la salida del gas de smtesis despues del tratamiento; y

la parte inferior del cilindro (2.1) de enfriamiento por agua esta en la forma de un cono invertido, y una parte inferior del cono invertido esta provista de una salida (2.8) de escoria.
11. El sistema de la reivindicacion 10, caracterizado porque una pluralidad de tubos (2.2) de pulverizacion de agua estan dispuestos en una parte superior del cilindro (2.1) de enfriamiento por agua.
12. El sistema de la reivindicacion 11, caracterizado porque

un sistema (12) de tubos de pulverizacion del tubo (2.2) de pulverizacion de agua comprende: un tanque (12.1) de compensacion y una tobera (12.10) de atomizacion;

el tubo de pulverizacion de agua esta dispuesto entre el tanque (12.1) de compensacion y la tobera (12.10) de atomizacion;

una salida de agua del tanque (12.1) de compensacion esta conectada al tubo de pulverizacion de agua a traves de una valvula (12.6) de salida de agua; una entrada de agua del tanque (12.1) de compensacion esta conectada a una valvula (12.2) de entrada de agua; y

el tanque (12.1) de compensacion esta provisto ademas de una entrada y de una salida de gas; la entrada de gas esta conectada a una valvula (12.3) de entrada de gas; y la salida de gas esta conectada a una valvula

(12.4) de salida de gas (12.4).
13. El sistema de la reivindicacion 6, caracterizado porque

la caldera (3) de calor residual de tubo de agua comprende: un primer tambor (3.7) y un cuerpo de la caldera dispuesto debajo del primer tambor (3.7), el cuerpo de la caldera esta en una estructura horizontal; una segunda junta (3.12) de entrada y una segunda junta (3.13) de salida (3.13) estan dispuestas en dos extremos horizontales del cuerpo de la caldera;

el cuerpo de la caldera comprende: una pared de la caldera y una pluralidad de terceros tubos (3.1) de calentamiento dispuestos longitudinalmente; los extremos superiores de todos los terceros tubos (3.1) de calentamiento estan conectados a un colector (3.4) superior a traves de un tubo (3.3) de conexion superior; los extremos inferiores de todos los terceros tubos (3.1) de calentamiento estan conectados a un colector (3.6) inferior a traves de un tubo (3.5) de conexion inferior;

el colector (3.4) superior esta conectado al primer tambor (3.7) a traves de un tubo (3.8) de salida de vapor para a recuperacion de vapor; el colector (3.6) inferior esta conectado a la parte inferior del primer tambor (3.7) a traves de un tubo (3.9) de bajada para suministrar agua de enfriamiento; y

dos paredes laterales del cuerpo de la caldera son paneles (3.2) de tubo de pared de membrana; un extremo superior y un extremo inferior de cada panel (3.2) de tubo de pared de membrana estan conectados al colector

(3.4) superior y al colector (3.6) inferior, respectivamente.
14. El sistema de la reivindicacion 6, caracterizado porque

la caldera (4) de calor residual de tubo de calor comprende: cuartos tubos (4.1) de calentamiento, un segundo tambor (4.2) y una pared (4.7) de aislamiento termico;

los cuartos tubos (4.1) de calentamiento son tubos de calor; una seccion de liberacion de calor de cada tubo (4.1) de calentamiento se inserta en el segundo tambor (4.2), y una seccion de absorcion de calor de cada tubo (4.1) de calentamiento esta dispuesto en la pared (4.7) de aislamiento termico; y la pared (4.7) de aislamiento termico esta conectada a una tercera junta (4.5) de entrada y a una tercera junta (4.6) de salida mediante soldadura, y un extremo inferior de la pared (4.7) de aislamiento termico esta conectado a una tolva (4.4) de cenizas, mediante

soldadura.
15. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 6-14, caracterizado porque la torre (5) de lavado-enfriamiento es una torre de lavado-enfriamiento empaquetada.
16. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 6-14, caracterizado porque una salida de gas del precipitador

5 (6) electrostatico esta conectada a un gasometro (8) y a un quemador (9) mediante un ventilador.