[其他]用固體燃料制備合成氣體的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86105030
• 申請日: 1986-08-16
• 公開（公告）號: CN86105030A
• 公開（公告）日: 1987-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 約翰內(nèi)斯·特格蓋爾斯;約翰內(nèi)斯·蘭貝茨;洛塔爾·施拉德
• 申請（專利權）人: 萊茵褐煤礦井股份公司
• 主分類號: C10J3/52
• 分類號: C10J3/52;C10J3/54
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 全永留

本發(fā)明涉及用固體燃料制備合成氣體的方法。

這種方法可以在高壓的流化床中利用汽化劑發(fā)生吸熱和放熱反應來實現(xiàn)。在流化床上方布置的是一輔助汽化空間或燃燒室，而在流化床之下，則是一個包含固體汽化殘渣的固態(tài)床。將燃料引入流化床內(nèi)，固體汽化殘渣從固態(tài)床下排除，同時自輔助汽化室中抽取生成的合成氣體。

在流化床下形成固態(tài)床的固體汽化殘渣主要包含燃料中的伴生礦物，更準確地說，就是燃料中通常的灰渣和礦物雜質(zhì)。固態(tài)床中也有大量含碳的固體物質(zhì)，它們一部分呈粗顆粒狀態(tài)，由于其重量大，便從流化床下落到固態(tài)床上。固態(tài)床中另一部分含碳物質(zhì)由小粒度組成，它們的含碳量很高，是由于在汽化過程中未完全轉化之故。

滿意地實施這種方法的一個重要要求是從發(fā)生汽化過程的反應器中，即其下部能順利地排除汽化殘渣。在仍然載有含碳汽化殘渣的固態(tài)床還遭受過熱時，特別是當含氧的汽化劑進入到固態(tài)床中去的時候，可能會出現(xiàn)一些問題。與固態(tài)床中含碳組成物最終形成的放熱反應會使溫度大幅度升高，其結果使固態(tài)床的礦物成分燒結在一起，甚至會部分熔化，形成大塊。在極端的情況下，會導致反應器不得不停止運轉，以便采用機械工具來清除燒結的沉積物和燒結塊等。考慮到汽化過程停止運轉后需要讓反應器冷卻，這種運行中斷可能要延續(xù)數(shù)日之久。

從上述的問題來看，該方法一般可這樣來實施，即把具有放熱效應的汽化劑，例如氧氣，噴射到固態(tài)床上邊界的最上面，這樣便可使氧在任何情況下都不與仍處于固態(tài)床中的含碳顆粒發(fā)生反應，那就意味著只把氧引入流化床，或者可能的話，引到流化床上部的輔助反應室中去。

由于引入汽化劑在反應器內(nèi)進行汽化過程的噴嘴位置相對于反應器來說，通常是固定的，或者至少當反應器在運行時不能作較大的變動，在可以毫不間斷地進行數(shù)周或數(shù)月的汽化過程中，如果固態(tài)床的上邊界在高度方面沒有發(fā)生顯著的位置變化，也就是說，固態(tài)床的上表面總是保持在低于把氧送到該過程中的區(qū)城，或進行該過程的反應器中的區(qū)域，才能實現(xiàn)上述只在固態(tài)床上邊界上面供給含氧汽化劑的條件。在汽化過程中，如果要使固態(tài)床的上邊界水平面大體上保持不變，則必須從固態(tài)床的底部把自上面流化床沉積在固態(tài)床上的一定量物料排除，從而就將這部分物料從汽化過程中除去。對于至今業(yè)已在實際條件下運行的汽化反應器來說，滿足那種要求并沒有特別的困難，因為引入反應器的固體燃料在長時間內(nèi)至少是近乎不變的自然狀態(tài)。換言之，不能發(fā)生反應的燃料中的碳和礦物質(zhì)之間的關系，亦即灰粉和其他可能的礦物雜質(zhì)，在長時間內(nèi)大致是保持恒定的。在許多情況下，這已借助采取合適的預防措施來達到;具體辦法是從礦床或沉積物中有步驟地取出固體燃料，例如煤或泥煤。在另外的一些情況下，由礦床或沉積物中得到的煤要經(jīng)過一道處理，以確保固體燃料的性質(zhì)均勻，包括以上所述碳和不能汽化的礦物質(zhì)之間的關系。

沉積礦床中的固體燃料，就其灰份含量和其他不可汽化的物質(zhì)而言，要在長時間期內(nèi)獲得具有均勻性質(zhì)的燃料，這種可能已日趨稀少，因為具有這些優(yōu)點的沉積礦床在過去業(yè)已被廣泛地開采。除此之外，即使這種沉積礦床仍是可以得到的，但是由于現(xiàn)代使用的開采方法，在許多情況下，要使開采的煤或其他固體燃料中不可汽化的礦物數(shù)量沒有波動，簡直是不可能的。以開采煤，如褐煤作為一個例子，當使用大型斗輪式挖掘機作露天開采時，不可能排除在煤層或沉積層中包含的不同寬度的巖層、砂層或其他不可汽化的物質(zhì)層。開采其他煤種和地下采礦時也會出現(xiàn)類似情況。

就上面談及的汽化過程的一般形式而論，燃料中不能發(fā)生反應的礦物的絕對和相對比例并不意味著有任何問題，至少在某些范圍內(nèi)是如此，以致即使那些質(zhì)量比至今所用的燃料更差的，也即具有較高灰份的燃料，仍可用于制備合成氣體。由于具有較高灰份的燃料相當便宜，所以從成本上考慮那是非常理想的。然而，在處理這種煤的時候，許多情況下都會出現(xiàn)一些困難，那就是燃料中可汽化的碳和不可汽化的礦物之間的比例關系發(fā)生很大的波動。顯然，應當克服這種缺點，或者至少使煤經(jīng)過預處理來大大地把它降低，但這卻增加了汽化過程中所用燃料的成本，至少是大大地抵消了劣質(zhì)煤價格低的優(yōu)點，所以從經(jīng)濟上考慮，還必須引入一種可用于汽化過程的燃料類型。