[發明專利]耐火墻及氣化裝置和方法

在審

• 申請號: 201610354023.1
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN105779019A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 陳衛;楊朝暉;佘銘鋼;趙香龍;胡立舜;劉科;董宏海
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C10J3/74
• 分類號: C10J3/74;C10J3/48;C10J3/20;C10J3/56
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

本申請是中國發明專利申請(申請號：201010137013.5，申請日：2010 年3月29日，發明名稱：耐火墻及氣化裝置和方法)的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種耐火墻(或稱耐高溫墻，RefractoryWall)及設置有該耐 火墻的氣化裝置和方法，其尤其涉及一種耐火墻及設置有該耐火墻的可液態 排渣的氣化裝置(SlaggingGasificationDevice)和方法。

背景技術

氣化裝置，如氣化爐，常用于含碳燃料比如煤的氣化來生產含有氫氣和 一氧化碳的混合氣體，如煤氣或合成氣。與傳統的以燃燒為基礎的流程相比， 煤及其他含碳原料的氣化流程不僅對環境影響較小而且能量生產的效率也比 較高。

含碳燃料氣化的基本原理在于在大致1到200個大氣壓的壓力及800℃ 到2000℃的溫度下，含碳燃料在氧氣或其他合適的氣體環境下進行可控的不 完全燃燒或部分燃燒。對于煤的氣化來說，在如此嚴苛的操作環境中，氣化 裝置的可靠性常依賴于用于維持氣化運行的耐火墻的使用壽命和性能。

在一些氣化裝置中，氣化過程會形成熔融的或液態的爐渣。爐渣是一種 腐蝕劑，其能夠滲入耐火墻中從而會縮短耐火墻的使用壽命。這樣，氣化裝 置就不得不常常關閉來更換受腐蝕的耐火墻，從而降低了含碳燃料氣化的生 產率并且增加了成本。

所以，需要提供一種新的耐火墻及設置有該耐火墻的氣化裝置和方法。

發明內容

本發明的一個實施例提供了一種氣化裝置。所述氣化裝置包括氣化設備， 所述氣化設備用于對含碳燃料進行氣化來生產合成氣，所述氣化設備的至少 一部分設置有用來形成進行所述氣化的氣化腔室的耐火墻。所述耐火墻包括 向火層、支撐層及冷卻層。所述向火層包括向火面，所述向火面用來形成所 述氣化腔室。所述支撐層圍繞著所述向火層設置以對所述向火層進行支撐。 所述冷卻層圍繞著所述支撐層設置且通過所述支撐層來冷卻所述向火層。

本發明的另一個實施例提供了一種氣化方法。所述氣化方法包括輸入含 碳燃料和氧化流體到氣化設備中。所述氣化設備的至少一部分設置有用于形 成進行氣化的氣化腔室的耐火墻，所述耐火墻包括具有用來形成所述氣化腔 室的向火面的向火層、圍繞著所述向火層設置以對所述向火層進行支撐的支 撐層以及圍繞著所述支撐層設置且通過所述支撐層來冷卻所述向火層的冷卻 層。所述氣化方法進一步包括于所述氣化設備中對所述含碳燃料進行氣化且 至少產生合成氣和液態爐渣；及所述冷卻層通過所述支撐層來冷卻所述向火 層，從而一部分所述液態爐渣沉積在至少一部分所述向火層上。

附圖說明

通過結合附圖對于本發明的實施例進行描述，可以更好地理解本發明， 在附圖中：

圖1為本發明氣化裝置一個實施例的示意圖；

圖2為圖1所示的本發明氣化裝置的耐火墻的一個實施例的剖面示意圖。

具體實施方式

圖1所示為本發明用來進行含碳燃料，如煤氣化的氣化裝置10的一個實 施例的示意圖。在本發明實施例中，該氣化裝置10并不局限于任何特定的氣 化裝置。在一些實施例中，氣化裝置10可包括可在運行中產生液態爐渣的氣 化爐(SlaggingGasifier)。在另一些實施例中，該產生液態爐渣的氣化爐可包 括氣流床氣化爐。在操作中，該氣流床氣化爐中一部分煤灰可以爐渣的形式 被除去，比如當該氣流床氣化爐的運行溫度高于煤灰熔化的溫度時。此外， 還有一部分煤灰以干的細粉及/或黑色的細粉漿的形式生產出來。

如圖1所示，氣化裝置10包括一個氣化設備11。在一些實施例中，該 氣化設備11用來使含碳燃料，比如煤進行氣化。在一些應用中，氣化設備11 可包括可液態排渣氣化爐，其可具有呈圓錐形或凸起形的上端和下端的圓柱 形形狀。

另外，在另一些實施例中，氣化裝置10可進一步包括設置在氣化設備 11下游的冷卻設備12。如圖1所示，冷卻設備12與氣化設備11的下部相通 從而接受并冷卻來自氣化設備11的物質，如爐渣及/或合成氣。在一些示例 中，該冷卻設備12可具有圓柱形形狀且可包括，但不限于輻射廢熱冷卻器 (RadiationSyngasCooler)或設置有激冷室(QuenchChamber)的冷卻器。