CN101665723B - 一种用于气化含碳物质的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于气化含碳物质的装置及方法。具体地，一种用于气化含碳物质的装置，包括：(a)加料系统(100)；(b)上段(200)；(c)下段(300)；以及(d)炉箅系统(400和500)；其中所述加料系统(100)接收所述含碳物质，并将所述含碳物质递送到所述装置的所述上段(200)，所述上段(200)又将所述含碳物质传到连接的所述下段(300)以供气化；其中所述炉箅系统(400和500)附接到所述装置的所述下段，并且在其间形成密封，从而所述装置能够承受至少约30psia的内部压力。本发明的实施方案可以操作在至少30psia，优选在30psia和150psia之间的提升的压力下，以可接受的成本实现高的热效率。

Description

一种用于气化含碳物质的装置及方法

技术领域

本发明总地涉及一种用于气化含碳物质的装置及方法，特别地，涉及将煤或其他含碳物质转化为气体同时产生最小量焦油的加压气化装置和方法。 

背景技术

第一个在商业上从煤产生燃料气的装置于19世纪早期开始工作。该设备是简单的，主要由卧式干馏器(retort)构成，空气或者空气与蒸汽的混合物在炙热的煤床之上通过所述干馏器。该工艺的产品为煤气、焦油和焦炭。约一百年之后，市场不再需要大量的焦炭。结果，引入了立式干馏器以使煤完全转化成灰渣。 

这些立式干馏器(现在被称为单段气化器)，从顶部接收煤，而从底部接收空气和蒸汽。随后五个化学和机械过程发生在气化器中。首先是干燥煤的过程。第二发生的是挥发性物质的干馏(distillation)过程。第三个是气化反应。第四个是煤中剩余的碳被燃烧，而第五个是剩余灰渣通过水封的旋转炉篦(grate)去除。 

当气体上升通过下行的煤时所述干燥和干馏过程由气体中所包含的热来驱动。对干燥的控制，特别是对干馏的控制是困难的，尤其是当煤具有高的挥发成分时。在20世纪中期，作为解决这个问题的手段，创造了一种两段气化器设计，在该两段气化器中，干燥和脱除挥发分的过程与气化过程分开进行。 

该“两段”设计将第二段装配于单段气化器之上，因此，气化可以在下段进行而干燥和干馏则发生在上段。包括通道(passageway)的耐火系统也置于上段，这允许部分下段产生的气体流到接近上段顶部的出口(exit)。气体的其余部分通过上段的煤。这两部分的相对流量是由排气管中的阀门控制的。现有技术中示例性的两段气化器在本文图1中图示出。在图1中，Wellman两段式煤气发生炉40包括燃料仓41，筒式给料机42，煤气发生炉烟囱43，上排气口44，下排气口45，燃烧区46，水夹套48，灰渣盘49和空气-蒸汽入口50。其中，47表示灰渣。 

为了防止在将灰渣从气化器中排出时气体通过气化器泄露，在气化器底部使用水作为密封。整个单元在位于下面支撑结构上的承载表面上缓慢旋转，并且在气化器主体和炉篦部分之间不存在连接。因此，现有技术中的气化器仅可以在大气压下或者略高于大气压下工作。产出低，并且煤非常缓慢地移动通过气化器。结果，如果燃料气被用来馈入燃气轮机(一般要求250到450磅/平方英寸(psia)的递送气压)，则必须安装大量的气化器。 这对于操作来说是繁琐的并且维护起来是昂贵的。然而，“篦和水封”设计已经使用了超过五十年而几乎没有变化，很大程度上是因为难以设计可以承受高压的容器并且承担构建这样的容器的成本。 

煤通过气化器的缓慢移动还使得难以知道在气化器中发生的过程的确切状况。为了解决该问题，美国专利No.4,134,738提供了一种把杆戳入气化器下段数分钟然后取回杆来进行视觉观察的系统。该过程是复杂的，并且无助于提高气化工艺的产出。 

与现有技术的气化器相关的另一个问题是由于煤从容器顶到容器底的缓慢移动以及向煤施热的快速速率而导致煤膨胀并且堵塞反应容器下行煤道(lane)的趋势。美国专利No.3,454,383提供了一种解决方案，其在气化器整个深度中使用搅拌器。然而，该设计剔除了如Wellman Incandescent有限公司的产品样本设计(Leaflet)(本申请的图1)和美国专利No.4,134,738的原有设计中许多有用的特征。 

为了解决与现有技术的气化器相关联的一种或更多种问题，本发明给出以下实施方案。 

发明内容

提供了用于气化煤或其他含碳物质的装置，以供操作在至少30psia，优选在30psia和150psia之间的提升的压力下。煤或者其他含碳物质向下通过气化器互连的两个区段。在上区段，煤被干燥并部分脱除挥发分，并且因此在其进入下区段之前转化为炭，在所述下区段，其通过与蒸汽和空气反应而转化为灰渣，以及一氧化碳、氢、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、硫化氢、羰基硫以及少量氨和苯酚的气态混合物。煤最终被转化为灰渣，灰渣通过法兰密封的半球形封头的容器区段离开气化器，所述半球形封头的容器区段具有整体旋转的炉箅，所述炉箅收集并处置所述灰渣，并且通过所述炉箅传送在气化器中用作反应物的空气和蒸汽。 

根据本发明的一个方面，提供一种用于气化含碳物质的装置，包括： 

(a)加料系统(100)； 

(b)上段(200)； 

(c)下段(300)；以及 

(d)炉箅系统(400和500)； 

其中所述加料系统(100)接收所述含碳物质，并将所述含碳物质递送到所述装置的所述上段(200)，所述上段(200)又将所述含碳物质传到连接的所述下段(300)以供气化； 

其中所述炉箅系统(400和500)附接到所述装置的所述下段，并且在其间形成密封，从而所述装置能够承受至少约30psia的内部压力。 

根据本发明的一个方面，提供了一种气化含碳物质的方法，包括： 

（a）将所述含碳物质加料到气化器的上段（200）； 

（b）将所述含碳物质传到所述气化器的下段（300）； 

（c）通过炉箅系统（400和500）收集所述含碳物质的灰渣，所述炉箅系统（400和500）附接到所述气化器的所述下段（300）的底部； 

其中所述气化器的所述上段（200）和所述下段（300）内部的压力被维持在至少约30psia。 

本发明的实施方案可以操作在至少30psia，优选在30psia和150psia之间的提升的压力下，以可接受的成本实现高的热效率。 

附图说明

图1是如1970年Wellman Incandescent有限公司所发布的小叶设计中示出的现有技术气化器的草图。 

图2图示根据本发明一个实施方案的气化器。 

图3示出根据本发明一个实施方案的气化器的闭锁式料斗（lock hopper）。 

图4和图5示出根据本发明一个实施方案的气化器的上段（upper stage）。 

图6示出根据本发明一个实施方案的气化器的下段（lower stage）。 

图7示出根据本发明一个实施方案的气化器的炉篦。 

图8示出根据本发明一个实施方案的气化器的炉篦支撑体。 

图9示出气化器工作压力对可以被气化的煤数量以及压缩空气和燃料气所需功率的影响。 

具体实施方式

以下描述通过实施例的方式而非限制性的方式图示了本发明的实施方案。因此，下面描述的实施方案代表本发明的优选实施方案，但并非在本发明原理下可实施的仅有实施方案。除非另外表明，否则无论词汇“约”或者“大致”是否与本文所公开的所有数字联合使用，本文所公开的数字均是近似值。这些数字可以变化1％、2％、5％或者有时可以变化10％到20％。在任何公开一具有下限和上限的数字范围时，落入该范围的任何数字均被具体地且显式地公开。 

尽管在以下的描述中已经显式地描述了煤和煤的气化，但是应该理解，可以使用诸如石油、生物能源或生物质的其他含碳物质来替代煤，而不偏离本申请的教导。在一些实施方案中，对本发明的装置和方法没有修改。在一些其他的实施方案中，修改了本发明的结构和方法来适应含碳物质的特定特征。所有这些变体均应该被认为落入本发明的范围内。 

使用在这里，术语“压力”容器指被设计和构造为工作在不低于30psia的内部压力的气化器；术语“低压”容器指被设计和构造为工作在30psia到150psia之间的内部压力的气化器；术语“高压”容器指被设计和构造为工作在高于150psia的内部压力的气化器。 

根据本发明的一个实施方案，提供了一种两段气化器，所述两段气化器能够在操作期间承受至少30psia的内部压力。根据本发明的另一个实施方案，所述两段气化器能够在操作期间承受至少50psia的内部压力，或者甚至在操作期间承受约150psia的内部压力。根据另一个实施方案，提供了一种能够在操作期间承受从约30psia到约150psia内部压力的两段气化器。根据再一个实施方案，提供了一种能够在操作期间承受从约50psia到约150psia内部压力的两段气化器。 

根据本发明的一个实施方案，如这里的图2中示出的，提供了一种两段气化器，所述两段气化器包括煤加料系统(100)、用于干燥和干馏煤的上段(200)、用于气化煤的下段(300)、用于通过空气和蒸汽的炉箅(400)，以及炉箅支撑体(500)，灰渣从该炉箅支撑体离开该气化器和操作系统。 

根据一个优选实施方案，所述炉箅和炉箅支撑体附接到气化器下段，以为气化器下段提供足够的密封。根据另一个优选的实施方案，所述炉箅和炉箅支撑体具有足够的强度来承载填充气化器的煤、炭和灰渣柱的负荷。 

图3示出根据本发明一个实施方案的煤进料系统(100)的细节结构，在其中煤可以从日贮仓(day bin)加料到闭锁式料斗(1)，煤从所述闭锁式料斗(1)下行到储料容器(2)。因为气化器是在压力容器内，所以煤进料系统必须在大气压下接受煤而在操作压力下将煤递送进入气化器。为此，根据本发明的一个实施方案，在闭锁式料斗(1)的入口提供有密封阀(4)，而在闭锁式料斗(1)的出口提供有另一密封阀(5)。当入口阀(4)打开时，煤将从日贮仓进入闭锁式料斗(1)，并且当出口阀(5)打开时，煤离开闭锁式料斗(1)。 

为了维持气化器的内部压力，两个阀不应同时打开，由此防止气化器的内部空间在煤进料过程中与外部大气连通。此外，在闭锁式料斗(1)填充了煤并且入口阀(4)关闭之后，根据本发明的优选实施方案，可以向闭锁式料斗(1)引入惰性气体(例如蒸汽、二氧化碳或者氮)来将其加压至大概所述气化器的压力水平，或者更优选地，略高于气化器压力。因此，当出口阀(5)打开时，煤可以以几乎不干扰气化器内部压力的方式被递送到储料容器(2)。 

在某些实施方案中，储料容器(2)包含料位计(3)，以测量和指示储料容器(2)内部的煤位。在某些其他的实施方案中，储料容器(2)具有比闭锁式料斗(1)大的体积，优选地比闭锁式料斗(1)大25％。因此，当料位计指示煤位已经落下某个量，则下阀门(5)将打开，并允许煤进入储料容器(2)。当料位计显示煤完全从闭锁式料斗(1)排出，则下阀门(5)将关闭，并且将从闭锁式料斗(1)释放压力，以为下一循环做准备。 

在一些实施方案中，随后煤可以通过气化器的半球形罩（cap）（6），经由入口嘴（7）并且分布到气化器上段的煤道中。在优选实施方案中，入口嘴（7）倾斜（slant）一角度，从而煤可以被分布到足以在气化器内维持连续煤流的高度。上升通过煤的气体将通过容器罩（6）中的两个排气口（outlet）（8）离开。 

在图4和图5中，根据本发明的优选实施方案，来自于储料容器（2）的煤进入气化器上段（200）中的数个煤道，在所述煤道中煤被干燥，并且煤中部分挥发性组分被驱除。气化器的上段（200）可以包括压力容器的上壳（9），所述上壳（9）可以包含悉心设计的耐火砖或者浇注结构，其充当热交换器，以在煤下行通过气化器时将热从上升气体转移到煤。煤首先被干燥，随后在其下行进入下段（300）之前部分碳化为炭。对于内径大于11英尺的气化器（如图中所示）来说，五个煤道是优选的。对于内径小于11英尺的气化器来说，可以使用四个煤道。 

如图中所示的耐火砖或浇注结构是针对11英尺内径的容器图示的，并且可以为了便于描述其结构和功能而被分成以下部分。耐火结构的第一部分是空心柱（10），该空心柱充当“拱心石（keystone）”，用于固定将内部空间分成5个煤道的壁（11）。每个所述壁的下端可以采取拱形的形式，以对上面的壁的重量提供更好的支撑，但是也可以采用其他设计。每个壁可以包含通道（12），在气化器下段（300）中形成的部分气体可以通过所述通道（12）向上进入到靠近该结构顶部的集气区（collection zone）。所述壁在其外端可以与耐火内圆柱体（13）结合，所述内圆柱体被外圆柱体（15）包围。两个圆柱体可以通过多个间隔体（16）连接，所述间隔体在其间形成垂直通道（14），所述气体的另一部分可以通过所述垂直通道（14）向上进入集气区。 

在一些实施方案中，内圆柱壁的厚度允许某个量的热从垂直通道进入到煤道中，以便于在煤道边界层中加热下行的煤。可以悉心选择壁中通道以及包围的垂直通道的面积，使得在气化器下段（300）中形成的预定量气体可以经由所述通道进入集气区中。在一个优选实施方案中，该预定量不小于在气化器下段（300）中形成气体的60%或者不多于75%。 

所述外圆柱壁（15）还可以起到隔热压力容器外壁的作用，并且将容器表面温度保持在安全水平。耐火结构的上部分可以包含水平集气区，气体从该水平集气区被引导流动到壁中的穿口（penetration）（18），气体可以从该穿口进入工艺的下一级。在耐火结构顶部集气区之上，所有通道可以被密封。 

耐火结构可以由耐火砖或者浇注就位的耐火材料构建成。图4和图5中给出的图是以使用预制砖的耐火结构为基础图示的。在这种情况下，外圆柱体和容器的钢（17）之间的空间可以填充以由耐火砖粉料（ground refractory）和硅酸盐水泥（Portland cement）构成的灰浆。优选地，该耐火结构基于高镁含量粘土的使用。在组装之后，可以通过在气化器投入操作之前将温度缓慢升高至操作温度来固化整个结构。 

图6示出根据本发明一个实施方案的气化器下段（300）。在气化器的该部分，通过以水夹套（19）包围钢壳来控制气化器壁的外部温度。在优选的实施方案中，多个高强度金属（例如钢）条（20）在炉箅（400）散布器（spreader）的高度被焊接到壳的内表面。一旦在炉箅之上形成大块的熔渣（clinker），它们可以在通过炉箅边缘和多个条（20）之间时被碎成小块。 

图7示出根据某些实施方案的炉箅（400）的优选实施方案。收集灰渣并且支持煤整体重量的炉箅（400）也可以在其于顺时针或逆时针方向上缓慢旋转时将空气和蒸汽通入气化器下段（300）中。图7中图示的设计是用于具有11英尺或者大于11英尺内径的气化器。也可以使用其他设计。在一个实施方案中，炉箅的底部是具有上下环状法兰的铸钢圆柱体。下法兰（22）可以被用来将炉篦栓接到炉篦支撑体（500），而上法兰（23）可以被用来连接灰渣散布器系统（ash spreader system）和炉箅盘，空气和蒸汽通过所述炉箅盘进入气化器的下段。 

所述灰渣散布器系统可以由基部散布器盘（24）构成，所述基部散布器盘（24）将灰渣移动到其边缘，使得灰渣可以落入底部铸件外壁和水夹套内壁之间。在一个实施方案中，该散布器是由5个直径大于底部直径的圆弓形瓣（circular segment）（25）构成，从而在圆弓形瓣中心处，散布器与水夹套之间的间隙最大，而在圆弓形瓣的结点处余隙最小。以这种方式，熔渣块可以落入该间隙并且可以在突出角将它们捕入在所述角和和钢条（20）之间时被破碎成较小的块，所述钢条（20）被焊接到水夹套的内部。 

根据某些实施方案，在散布器之上是6块螺旋状的铸钢盘（26），其将位于其上的灰渣层推向周边的同时允许空气和蒸汽通过期间。空气和蒸汽在通过所述铸钢盘和灰渣时升高它们的温度，并且同时防止铸钢盘过热。铸钢盘可以由长螺栓（27）保持在一起。为了进一步便利灰渣的运动，铸钢盘的中心线可以偏离底部中心线。如果气化器的直径小于11英尺，则散布器可以由4个瓣构成并且仅用5个铸钢盘。可以使用瓣数和盘数的各种变体，而不偏离本发明的教导。 

图8示出根据本发明优选实施方案的炉箅支撑体（500）的结构。炉箅支撑体（500）的上部分是支撑盘（28），所述支撑盘可以栓接到炉篦并且在滚子轴承（29）上旋转，所述滚子轴承装配到炉箅支撑体（500）的中间部分（30）。该中间部分形成气化器实际的底部，并且附接到作为压力容器底部密封外壳（31）（封头）的第三部分。一组环状齿（32）可以被提供到支撑盘的内侧，并且优选地通过液压柱塞移动来使炉箅缓慢转动，从而将灰渣移动到灰渣出口（33）。空气和蒸汽递送管（34）可以平稳插入位于支撑盘和底部铸铁件中心的开口（opening）（35）。整个底部可以在装配到气化器下段（300）的底部法兰（36）之前被组装和测试。支撑体（37）可以焊接到下壳外部，用于在组装期间保持该下壳部分，将其升高到要装配的位置并且在检查和维护的时候使其降低。 

本申请的两段气化器可以在低温(例如在约2,000华氏度到2,200华氏度)使用，从而灰渣保持为干燥的固形物，或者在高温(例如在3,000华氏度或更高)使用，此时灰渣熔融为液体形式，并且作为液体从气化器去除。在反应区中温度达到对于褐煤来说的1200华氏度(650摄氏度)之前，或者达到对于反应性不那么强的煤来说更高温度之前，如果灰渣是作为固定物处置的话达到约2,200华氏度的最大值之前，如果灰渣是作为液体炉渣处置的话达到约3,000华氏度之前，气化反应通常不会开始。 

两段气化器中从煤到灰渣的煤转化是半自动的过程，其中固形煤床缓慢转化为气体，因此允许更多煤进入。整个过程(包括干燥、脱除挥发分、气化和最终燃烧为灰渣)的时间，可以根据煤的组成、气化器上段中产生炭的反应性、添加到反应区的氧气量以及气化器中温度和压力等而不同。 

例如，诸如北达科他州、蒙大拿州和墨西哥湾区褐煤以及蒙大拿州和怀俄明州次烟煤(PRB)的低级煤反应性强并且快速气化，而诸如伊利诺斯盆地和宾夕法尼亚煤层烟煤的高级煤反应性不是非常强并且因此花更长时间。结果，低级煤更适于本发明的两段气化器，但是几乎所有煤和含碳物质均可以用在本发明中。 

根据本发明的一些实施方案，从低级煤产生的炭需要约30分钟来完全气化。因为煤床从接收容器到炉箅水平是连续的，所以在这30分钟中气化的炭的体积被进入气化器顶部的等体积煤替代。因此，该量可以是能被气化的煤的最大量，而不管气化器的操作压力。 

氧的水平是可以影响两段气化器产出的另一因素。可以通过添加空气分离车间以及在气化器中使用接近纯氧来实现增加的氧水平。然而，该途径的一种缺点在于对整个工厂所施加的高操作成本和寄生负载。本发明可以基于氧或者空气操作。当基于空气操作时，可以以增加的压力水平有效地添加更多氧，因此降低花费和寄生负载。 

本发明的气化器可以以多个单元(优选地，8个单元，更优选地，12个单元)进行操作。优化的操作压力范围可以从约30psia到约150psia，更有选地从约50psia到约150psia。 

本发明的至少一种用途是提供燃料气给电厂，所述电厂包括燃气轮机、热回收蒸汽发生器和蒸汽轮机以及发电机。这样的组合可以具有高达46％的煤到电能的热效率，并且可以允许捕获煤中多于一半的碳(如二氧化碳)，而效率不低于40％。 

传统的常压两段气化器并不良好地适用于该目的，因为需要太多气化器的单元来将燃料气供应给工业燃气轮机。本发明的加压气化器是好得多的候选方案。以少量单元工作在提升的压力(例如在约30pisa和150psia之间)下，可以以可接受的成本实现高的热效率。 

提供以下实施例来进一步图示说明本发明。它们给出本发明的具体实施方案，但是不应该被解读或解释为对本发明范围的限制。 

实施例 

具有上面图2中示出结构和11英尺标称直径的气化器被用来处理诸如褐煤和PRB的煤。炉箅之上的气化器下段体积大致为1,450立方英尺，其中气化区为约800立方英尺。气化器使用大小范围从2英寸到1/4英寸的块煤，这样的块煤一般被视为具有约40磅每立方英尺的密度。估计可以被气化的褐煤最大量为64,000磅/小时(1b/h)，而估计PRB煤最大量为58,000磅/小时。计算显示，如果气化器是要操作在120psia，可以气化上述量的褐煤，而如果气化器是要操作在155psia，则将气化上述量的PRB煤。 

在每种情况下，使用12个气化器来向两台Frame 7FB工业燃气轮机(如通用电气公司制造的)提供燃料气。每台燃气轮机的排放气进入热回收蒸汽发生器(HRSG)，所述热回收蒸汽发生器向蒸汽轮机供应高压蒸汽。在有二氧化碳被捕获的情况下(如表中第三栏所示)，附加的燃料可以在HRSG的入口导管中燃烧，以给提供该处理所需额外的蒸汽和分离并压缩二氧化碳来进行封存(sequestration)所需功率。在该情况下，气化器的操作压力应该优选地被增加到100psia，以向HRSG提供额外的燃料气。第四栏示出PRB煤的情况。由于不同的煤组成，气化器操作在93.5psia。 

在高压下操作的一个优点在于，其允许气化器的产出被改变来满足任何期望的要求。例如，如下表所示，约550兆瓦的IGCC电厂使用两种不同的煤，并且对于一个电厂，其中在燃烧过程中形成二氧化碳的52％被捕获以进行之后封存。 

图9示出了压力、气体产品和功耗的关系。从图中可以看到，当压力高于约150Psia时，可以气化的煤量由于煤的活性达到其限值，并且在总的压缩功耗降低上有着有限的益处。因此，不太可能进一步通过在高于约150psia的压力进行操作来增加气化器的产出。同时，构造和操作用于在高于约150psia使用的容器将是成本高得多的，这是针对在这样的高压使用容器的最大缺点。 

图9还示出了由于压缩气化器所需空气要求的功率加上将燃料气压缩到在进入燃气轮机燃烧器处所需压力要求的功率而导致的气化器辅助负荷的份额。如图中所示，在高于约150psia的压力操作气化器仅仅使总的压缩负荷略微减少。 

尽管已经以有限数量的实施方案描述了本发明，但是这些具体实施方案并不打算限制如以其他方式描述并且在本文中要求保护的本发明的范围。存在本发明的变体的修改。所附权利要求书打算覆盖如落入本发明范围内的所有这些变体和修改。 

Claims (13)

1.一种用于气化含碳物质的装置，包括气化器，所述气化器包括：

（a）加料系统（100）；

（b）上段（200）；

（c）下段（300）；以及

（d）炉箅系统（400和500）；

其中所述加料系统（100）接收所述含碳物质，并将所述含碳物质递送到所述装置的所述上段（200），所述上段（200）又将所述含碳物质传到连接的所述下段（300）以供气化；

其中所述炉箅系统（400和500）包括炉箅（400）和炉箅支撑体（500），其中所述炉箅支撑体（500）保持并支撑所述炉箅（400），并且被附接到所述装置的所述下段（300），并且在其间形成密封，从而所述装置能够承受至少30psia的内部压力；

其中所述炉箅支撑体（500）的上部分是支撑盘（28），所述支撑盘（28）栓接到所述炉箅（400）并且在滚子轴承（29）上旋转，所述滚子轴承（29）装配到所述炉箅支撑体（500）的中间部分（30）；所述中间部分（30）形成所述气化器实际的底部并且附接到作为压力容器底部密封外壳（31）的第三部分；一组环状齿（32）被提供到所述支撑盘（28）的下侧并且移动来使所述炉箅（400）缓慢转动，从而将灰渣移动到灰渣出口（33）；空气和蒸汽递送管（34）平稳插入位于所述支撑盘（28）和底部铸铁件中心的开口（35）；支撑体（37）焊接到所述外壳（31）的外部，用于在组装期间保持所述外壳（31），将所述外壳（31）升高到要装配的位置并且在检查和维护的时候使所述外壳（31）降低。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置能够承受范围从30psia到150psia的内部压力。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述加料系统（100）包括闭锁式料斗（1），所述闭锁式料斗（1）在一端具有入口阀（4）而在另一端具有出口阀（5）。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述闭锁式料斗（1）可以由气体加压。

5.如权利要求3所述的装置，还包括经由所述出口阀（5）连接到所述闭锁式料斗（1）的储料容器（2）。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述储料容器（2）的体积大于所述闭锁式料斗（1）的体积。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述储料容器（2）的体积比所述闭锁式料斗（1）的体积至少大25%。

8.如权利要求5所述的装置，其中储料容器（2）还包含料位计（3），以指示所述储料容器中的煤位。

9.如权利要求1所述的装置，其中多个条（20）在与所述炉箅（400）相同的水平上被提供在所述装置的所述下段（300）的内表面上。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述含碳物质是煤。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述煤是低级煤。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述煤是褐煤或PRB。

13.一种气化含碳物质的方法，包括：

（a）将所述含碳物质加料到气化器的上段（200）；

（b）将所述含碳物质传到所述气化器的下段（300）；

（c）通过炉箅系统（400和500）收集所述含碳物质的灰渣，其中所述炉箅系统（400和500）包括炉箅（400）和炉箅支撑体（500），其中所述炉箅支撑体（500）保持并支撑所述炉箅（400），并且被附接到所述气化器的所述下段（300）的底部；

其中所述气化器的所述上段（200）和所述下段（300）内部的压力被维持在至少30psia；

其中所述炉箅支撑体（500）的上部分是支撑盘（28），所述支撑盘（28）栓接到所述炉箅（400）并且在滚子轴承（29）上旋转，所述滚子轴承（29）装配到所述炉箅支撑体（500）的中间部分（30）；所述中间部分（30）形成所述气化器实际的底部并且附接到作为压力容器底部密封外壳（31）的第三部分；一组环状齿（32）被提供到所述支撑盘（28）的下侧并且移动来使所述炉箅（400）缓慢转动，从而将灰渣移动到灰渣出口（33）；空气和蒸汽递送管（34）平稳插入位于所述支撑盘（28）和底部铸铁件中心的开口（35）；支撑体（37）焊接到所述外壳（31）的外部，用于在组装期间保持所述外壳（31），将所述外壳（31）升高到要装配的位置并且在检查和维护的时候使所述外壳（31）降低。

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