CN101168687A - 用于以携带流气化冷却热气和流渣的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从液态和固态可燃物携带流气化中冷却热的原煤气和炉渣的方法，该方法在1,200℃－1,800℃的原煤气温度范围内并在高达80巴的压力下通过喷射水在气化反应器下游布置的冷却室内进行，通过所述方法，被导入冷却室内用于冷却的冷却水利用具有喷嘴的部分被分配、细微扩散到被设计成自由空间的冷却室内，并利用在底部供给的另一部分被分配到设置在承压槽壁和用于保护所述承压槽壁的结合的金属围壁之间的环形间隙内，这部分冷却水在环形间隙内向上流动并以水膜形式从金属围壁的内侧滴流下来，本发明还涉及一种用于实施所述方法的装置，其中金属围壁(1.3)被结合在具有喷嘴(1.1)的携带流气化反应器(2)的冷却室(1)内以此在压力套(1.6)和金属围壁(1.3)之间形成环形空间(1.8)，冷却水通过所述环形空间向上流动，所述冷却水通过出口(1.5)被供给并以水膜(1.7)形式从金属围壁(1.3)的内侧流下。

Description

用于以携带流气化冷却热气和流渣的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种根据第一权利要求的特征的方法以及用于实施所述方法的装置。
背景技术
所述方法适用于采用高达80巴的压力进行携带流气化并对被加热到从1,200℃到1,800℃温度范围的气化气体进行冷却的反应器。热气化气体和液态炉渣一起从这些用于固态和液态可燃物携带流气化的反应器中排出并进入也经常被称为急冷室的冷却室，执行作为自热局部氧化的气化。可燃物可以被加压成碳水或碳油悬浮液-所谓的浆液，或者被气压成干可燃粉尘并通过燃烧器被供给到反应器头部进行气化。一种或多种可燃物或碳可以被气化。
在气体生产工艺中，多年来一直已知的是固态、液态和气态可燃物的自热携带流气化。因为合成气体的质量，可燃物与含氧气化剂的比例由此被选定成使得更高的碳化合物完全被分裂成合成气体组分例如CO和H2并且无级组分以熔渣形式被排出。
根据本领域众所周知的不同系统，例如在DE 197 18 131 A1中的描述，气化气体和熔渣可以从气化装置的反应室中单独或共同被排出。
DE 3534015A1示出一种方法，其中气化流体细煤和含氧氧化剂通过多个燃烧器以火焰相互偏离的方式被导入到反应室内。由此，气化气体向上流动，携带颗粒物质并且炉渣向下流入炉渣冷却系统。通常，用于采用废热进行间接冷却的装置被设置在气化室上方。但是携带的液态炉渣颗粒有可能沉积并涂敷热交换器表面，热交换被减弱并且管系统可能被堵塞或者由此发生腐蚀。用循环冷却气体冷却热的原煤气面临堵塞的危险。炉渣从汽化器从排出并直接进入废热容器，原煤气和炉渣在其中被冷却以利用废热产生蒸气。炉渣积聚在水浴内；被冷却的原煤气从废热容器侧面排出。根据所述系统的这种废热生产的优点与一系列缺点对立。在此我们特别提到沉淀物在热交换器管上的形成，其减弱了热交换并由于缺乏可行性而导致侵蚀和腐蚀。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在不通过过热危害冷却室的承压槽壁的情况下冷却热的气化气体和液态炉渣的方法和装置，所述装置被构造成使得可以在槽壁上施加高达80巴的压力。
利用根据第一专利权利要求的特征的方法和根据权利要求5的特征的装置获得实现所述目的的方案。
在附加权利要求中提出本发明的有利实施方案。
热气体和液态炉渣一起从反应器中排出并流入到急冷室内，在那里通过由喷嘴喷射过量的水使它们被冷却到平衡温度。冷却的饱和原煤气通过侧面出口被导入下一处理部分，通过被冷却和粒化的炉渣积聚在水浴内并向下被排出。温度测量装置被布置在原煤气出口以控制气体温度。急冷室被构造成使得金属围壁结合在压力槽上。金属围壁
-在颗粒排出口牢固焊接在槽套上，
-与侧向的气体出口、检查孔以及喷嘴行列的供给口气密性连接，
-被构造成向顶部溢出并可在急冷室吸入，
-由耐氯离子和酸腐蚀的材料例如奥氏体钢合金的固体材料制成。
用于冷却可燃气体和炉渣的喷嘴均匀布置在急冷室的周长上。所供给的急冷水的量被设计成是气化气体和炉渣可以通过喷射的水被冷却到180℃-240℃的温度范围内。过量供给急冷水以使水浴可以在炉渣落下的急冷室底部形成。水浴水位通过填充水位控制装置设定。
部分急冷水流在急冷槽底部被供给到压力槽壁和金属围壁之间的环形间隙内。在所述环形间隙内，水向上流动，由此保护所述套热超负荷。上升的急冷水通过非常有效的热交换器被加热或者采用预热的急冷水使急冷室内的热损失降至最小。溢过挡板的水流入底部的水浴内，在内套壁上形成水膜。在溢出挡板的高度上布置用于监测环形间隙内水位的填充水位测量装置。急冷水的供给量、原煤气从急冷室排出的温度以及环形间隙内的填充水位都通过主安全系统被监测。
所述方法和用于实施所述方法的装置的优点是将加热的原煤气冷却到1,200℃-1,800℃的温度并使携带流气化器与液态炉渣一起排出而不会通过过热危害冷却室的承压槽壁。除了实施该方法之外，还通过结合金属围壁实现上述效果，一部分冷却水被导入到由此形成的环形间隙内。因此，承压槽壁可以仅吸收冷却水温度并由此得到保护。
附图说明
在此采用示例性实施方式和附图对本发明进行说明。
图1表示：用于实施本发明的方法的携带流气化反应器。
具体实施方式
在具有500兆瓦总输出功率的气化反应器2中，在41巴的操作压力下通过以自热局部氧化方式加入含氧气化剂和蒸气，58吨/小时的碳粉被转换成原煤气和液态炉渣。产生的湿原煤气以145,000立方米N/小时和炉渣以4.7Mg/h的量一起从反应器2排出进入冷却器1的自由空间。通过均匀布置在冷却器1周长上的12个喷嘴1.1，冷却水以220立方米/小时的量在178℃温度下被喷射。通过冷却过程，原煤气本冷却到220℃平衡温度并按照操作压力达到饱和。此时被冷却的饱和原煤气以328,000立方米N/小时的量通过侧向原煤气出口1.2从冷却器1中排出。炉渣落入冷却器底部的水浴3中，在那里热震促使炉渣玻璃化，并因此凝固并形成颗粒。炉渣通过活底料斗排出。15m3/h的冷却水被供给到压力槽壁1.6和金属围壁1.3之间的环形间隙内，所述量的冷却水在环形室1.8内向上流动、通过溢出挡板1.4进入冷却室1并以水膜1.7的形式从金属围壁1.3的内壁流下。
所采用的冷却水是气体凝析、部分净化的洗涤水或从下游处理阶段部分再循环的余量水以及用于补充水量损失的软化水，或者是它们的混合，具有在6和8之间调节的pH值。通过加入酸性或碱性物质实现所述调节。
所采用的附图标记一览表
1冷却器
1.1喷嘴
1.2原煤气出口
1.3金属围壁
1.4溢出挡板
1.5出口
1.6压力槽壁
1.7水膜
1.8环形室
1.9出口
2反应器
3水浴

Claims (9)

1.一种从液态和固态可燃物携带流气化中冷却热的原煤气和炉渣的方法，该方法在1,200℃-1,800℃的原煤气温度范围内并在高达80巴的压力下通过喷射水在气化反应器下游布置的冷却室内进行，其特征在于，被导入冷却室内用于冷却的冷却水利用具有喷嘴的部分被分配、细微扩散到被设计成自由空间的冷却室内，并利用在底部供给的另一部分被分配到设置在承压槽壁和用于保护所述承压槽壁的结合的金属围壁之间的环形间隙内，这部分冷却水在环形间隙内向上流动并以水膜形式从金属围壁的内侧滴流下来。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用使原煤气在180℃到240℃温度范围内被水蒸气饱和的过量冷却水进行热的原煤气的冷却。
3.如权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所采用的冷却水是气体冷凝、部分净化的从下游处理阶段再循环的洗涤或过量的水以及用于补充水量损失的软化水，或者是它们的混合，具有6到8的pH值。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，冷却水的pH值受到控制。
5.在一种用于实施权利要求1至4所述方法的装置，其特征在于，金属围壁(1.3)被结合在具有喷嘴(1.1)的携带流气化反应器(2)的冷却室(1)内，在压力套(1.6)和金属围壁(1.3)之间形成环形空间(1.8)，冷却水通过所述环形空间向上流动，所述冷却水通过出口(1.5)被供给并以水膜形式从金属围壁(1.3)的内侧流下。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，金属围壁(1.3)被焊接成与安装在承压槽壁(1.6)上的出口(1.2，1.5，1.9)气密连接。
7.如权利要求5和6所述的装置，其特征在于，金属围壁(1.3)被设计成具有对着顶部的溢出挡板(1.4)，上升的冷却水从金属围壁(1.3)内侧流下，形成水膜(1.7)。
8.如权利要求5-7所述的装置，其特征在于，金属围壁(1.3)由耐氯离子和酸腐蚀的材料制成。
9.如权利要求5-8所述的装置，其特征在于，用于控制金属围壁(1.3)操作性的填充水位测量装置被布置在溢出挡板(1.4)的高度上。
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