[發(fā)明專利]通過連接有驟冷室的氣化反應(yīng)器制造合成氣體的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980111080.5
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101981164A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·科沃爾
• 申請（專利權(quán)）人: 猶德有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50;C10J3/52
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 鄧斐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造含有一氧化碳和氫氣的荒煤氣的裝置，該裝置通過在氣化反應(yīng)器中以高于灰分熔點的溫度利用含氧氣體使含有灰分的燃料發(fā)生氣化而制造荒煤氣，并且具有一個相連的氣體冷卻室，和從一個室到另一室的一個變窄的過渡通道。

背景技術(shù)

例如由EP?0?616?022?B1或者EP?0?400?740?B1已知這種類型的裝置。DE?10?2005?048?488?A也披露了一種類似的構(gòu)造設(shè)計，對于現(xiàn)有技術(shù)，還應(yīng)提及EP?0?431?266?A1或者DE?10?2006?029?595?A1。

在常規(guī)結(jié)構(gòu)型式的氣化器中，通常將30％到60％的燃料灰轉(zhuǎn)化為飛灰，這帶來了缺點：在荒煤氣的流動路徑中會構(gòu)成沉積物，并且可能造成連接在其后的設(shè)備的腐蝕加重。飛灰的分離和引出明顯比熔渣的分離和引出要復(fù)雜和昂貴。飛灰的清理同樣很昂貴，因為，在飛灰中可能含有一部分重金屬，尤其是通常很細的粉塵，這樣的粉塵不能敞露著放置。

上文已述及的EP?0?400?740?B示出了一條變窄的管道，該管道具有可能導(dǎo)致堵塞的構(gòu)件，此外，在檢查和維修時，該構(gòu)件也可能堵住通往下方的腔室的通路。此外，這些類似十字線的構(gòu)件的必要的冷卻可能會導(dǎo)致熔渣凝固，這便可能導(dǎo)致堵塞。

EP?0?431?266的氣化器出口中同樣具有大量飛灰流，并且氣化器中的燃料轉(zhuǎn)化產(chǎn)量很低，因為一部分還在反應(yīng)且含有碳和灰分的氣體從燃燒器平面快速地和無轉(zhuǎn)向地直達氣化器出口，此時不產(chǎn)生渦流。已知的是，如在氣化器中產(chǎn)生渦流，從燃燒器平面中流出的氣體首先被轉(zhuǎn)向內(nèi)壁，因此一部分飛灰在內(nèi)壁上被分離，并且燃料顆粒在氣化器中的停留時間將變長。

還已知的是，渦流越強，則在氣化器中的物質(zhì)交換就越強烈。在此導(dǎo)致灰分的大量分離。但是如上所述，如果在氣化器出口中產(chǎn)生很強的渦流，則會對連接在其后的設(shè)備造成負擔，因為高溫氣體和熔渣顆粒會以較高的切向速度被拋向內(nèi)壁。由于這個原因，在氣化器中優(yōu)選只產(chǎn)生較弱的渦流、例如爐膛角度(Feuerungswinkel)為3度。

發(fā)明內(nèi)容

在此，本發(fā)明著手的目的在于，除了避免上述缺點以外，還要既減少飛灰量，又減少未氣化的燃料量，其中，在連接在其后的設(shè)備的入口中應(yīng)實現(xiàn)只產(chǎn)生較弱的渦流，以免在非常緊湊的裝置中出現(xiàn)沉積物，并且在出口中應(yīng)該不發(fā)生熔渣凝固的危險。

以開頭所述類型的裝置，此目的按照本發(fā)明通過下述方式得以實現(xiàn)：在變窄的過渡通道中設(shè)置只伸過所述過渡通道的橫截面的一部分的、減小或阻礙渦流的壁面。

業(yè)已證實，這個相對來說較窄構(gòu)造的壁面可作為最優(yōu)的渦流制動器使用，而不需要將過渡通道的通道橫截面不必要地縮小。

在從屬權(quán)利要求中可得出本發(fā)明的發(fā)展設(shè)計。在此可規(guī)定：壁面由冷卻管構(gòu)成。在實踐中已證明，即使冷卻管彼此間有一定距離，通過熔渣的區(qū)域性粘結(jié)也可快速構(gòu)成一個封閉的內(nèi)壁，其減小渦流，或大大抑制渦流，直到過渡通道的末端。

為了進一步合理化這個渦流制動功能，可以在本發(fā)明的發(fā)展設(shè)計中規(guī)定：壁面具有一種在縱向方向上略微旋繞的構(gòu)造，該壁面適宜逆著氣化器中的渦流方向定向。

另外，按照本發(fā)明可規(guī)定：在壁面的沿重力方向的下端上設(shè)有一收集熔渣的冷卻的溝槽，用于將熔渣排出驟冷室。

此外，按照本發(fā)明，為了優(yōu)化熔渣的排出，可規(guī)定：在大量構(gòu)成壁面的冷卻管中，相鄰的管沿重力方向在下部的管區(qū)彼此間具有由集流接片跨接的距離，其中，集流接片通入熔渣排出槽中。

本發(fā)明的發(fā)展設(shè)計還規(guī)定：變窄的通道的直徑為氣化器直徑的0.1至0.5倍，其中，由減小渦流的壁的豎直邊棱留出的內(nèi)部凈寬為≥500mm。因此檢查人員可以穿過該區(qū)域攀入，對裝置的內(nèi)腔進行檢查。

因為渦流與半徑是成比例的，所以它通過在邊緣區(qū)中的面而大幅減弱。視渦流被希望減弱的程度，渦流制動面的長度應(yīng)為連接通道的直徑的0.5至4倍之間。

基于按照本發(fā)明的“渦流制動”能夠?qū)崿F(xiàn)：相對燃燒器裝置的相應(yīng)的割線而言，爐膛角度可設(shè)置為5度至10度之間，其它的渦流體和構(gòu)件也一樣，以便提高氣化器中的流通并從而實現(xiàn)強烈的混合，正如本發(fā)明所提出的那樣。

通過該措施提高了燃料轉(zhuǎn)化產(chǎn)量，并且加強了灰分顆粒的粘結(jié)，因此也改良了這些顆粒的分離。

最終，可以由冷卻介質(zhì)的平衡用量來持續(xù)計算熱流，因此例如在線算出裝置的壁上的熔渣密度，對此給出一個示例：

-通過在裝置的管道內(nèi)的鍋爐給水的蒸發(fā)進行冷卻；

-測量注入裝置內(nèi)的水量和水溫，以及所生成的蒸汽量和壓力。由此計算出熱流和熱流密度；