CN101965223A - 至煤气化反应器的后输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个为煤气化设备连续提供精细粉碎的燃料的设备，其中燃料首先被存放在一个储备容器中并然后被输送到一个闸门式料斗系统中，在那里提供气体用于煤气化反应，并且该闸门式料斗系统由至少两个闸门式料斗容器组成，以便允许几乎连续地用气体加压，以及然后所述燃料到达一个接收容器中，在所述接收容器中占有一个在时间上保持不变的料位，从而从接收容器起使燃料均匀地、无干扰地并且在压力下输送到燃烧器，从至少两个闸门式料斗容器到至少一个接收容器的转送借助气动的密实流体输送在固体燃料密度为至少100kg/m³并在压力差为至少0.5bar条件下实现，因此该设备部件能够设置在相同的或不同的测地学的高度上，从而能实现节省位置并柔性的设备结构方式。本发明还涉及一种连续并均匀地将精细粉碎的燃料输送到煤气化反应器中的方法。

Description

至煤气化反应器的后输送系统

技术领域

本发明涉及一种将细粒形至粉尘状的燃料受调节地输送到用于压力气化方法的处在压力下的接收容器中的方法，其中精细粉碎的燃料或粉尘状(＜0.5mm)的燃料例如煤、石油焦、生物废料或者悬浮状态的燃料在较小的颗粒加料(＜50kg/m³；没有涡流层)情况下借助含氧的气化剂在提高的压力和高于渣熔点的温度条件下发生转化反应。

背景技术

在实施压力气化的过程中，一种含碳的燃料通过含氧的气体发生转化，其中含氧的气体被以亚化学计量的比例输入，因此获得一种含一氧化碳的析出气体。如果反应气体含有氢，则析出气体就具有合成气体特性并且含有较大份额的氢。为了在亚化学计量的条件下实现一种尽可能完全的转化，则燃料必须被精细粉碎地输送到反应器中。反应一般在升高的压力下发生。

因为当运行在较长时期内连续地进行时，气化反应才经济地运行，在单位时间内流入的、精细粉碎的燃料量必须尽可能地恒定，以便确保一种无故障的运行。将燃料输入(Einschleusung)到必需的压力水平并且燃料在压力下输送是在煤气化反应中一直要解决的问题。出于这个原因，煤气化设备通常还包括以下的设备构件，其功能是确保一种无故障地给反应器供给燃料。这一般是专门的计量容器并且基于重力流动原理运行的闸门式料斗装置(Schleusvorrichung)。

计量容器的应用也不总是完全地消除在反应器充注时出现的压力波动。因此在煤气化反应时就会出现压力波动，从而合成气体在它的组分上有时发生变化。特别是，由于压力开闸计量容器的不连续的充注产生压力波动，其对在计量容器和燃烧器之间起输送动力作用的压力差有不利影响的。

在对煤气化反应器供给燃料时实施的通过重力流的燃料输入也是一个潜在可能的缺陷源。因为精细粉碎的燃料按照特性和干燥度可能会相互粘连或堵塞(verpfropfen)，输送有时仅分批地(schubweise)运行或不可预测地周期性被中断。此外，基于重力流动的闸门式料斗系统通常是结构上复杂的，因为需要各容器的协调构造，在所述各容器之间要进行输送。

现有技术的燃料供给系统是昂贵的并且不是始终运行可靠的。在较大容量的设备情况下，磨碎设备和气化设备在空间上的分开也导致相当大的附加花费，用于将精细粉碎的燃料从磨碎设备输送至燃料供给系统。为此附加的装备(输送容器或气动泵，过滤器，供给系统上的缓冲容器)是必需的。为此还导致明显的用于管道铺设，测量-及调节技术以及用于结构功能的昂贵费用，后者特别地由于缓冲容器的暴露的位置处在气化设备的最高水平上。同时已经证明按照重力流原理工作的闸门式料斗系统是没有足够的运行可靠性的。附加的装备在任何情况下都带有附加的失效危险。

除了这个一般公知的事实外，特定的功能危险与重力流输入原理相关联。尽管多个不同的装配附件，但已经证明作为特别的困难是，如此小心地实施容器加压的过程，以便在堆料中的内部压力保持在足够低的水平。在许多情况下，该堆料在局部上被如此压缩，以至于随后至接收容器的重力流不能调节或者只能在不足够的程度上调节。因此该接收容器的固体燃料库存下降，这经常导致气化设备的效率受限或甚至造成它的停机。

当由于大设备容量造成的过大尺寸面对结构限界的困难并且当气化设备相对数年来正在运行中的设备(典型为2.5MPa)要被设计用于进一步提高的压力(典型为4MPa)时，上述问题就尖锐化了。

由于从闸门式料斗容器到接收容器中的重力输入，只要希望的重力流出现，就导致很大的转送物料流和因此比较短的转送时间。通过输入期间的固体燃料转送，接收容器中的料位被升高。然后该料位又连续地通过向燃烧器输送的燃料量又下降并且借助下一次的输入转送(Schleusenübergabe)再升高。因此在接收容器中产生时间上变化的条件，其甚至能影响从接收容器出来的输送的均匀性。明显有利的方式是，尽管这种压力条件，也应使该料位和脉冲地输入到堆料中例如通过落入的物料在时间上保持在尽可能地恒定。

发明内容

本发明通过一个计量容器来解决这个问题，其含有在压力作用下的精细粉碎的燃料并且其按照发明具有一个几乎不变的燃料填充高度。在接收容器中几乎不变的填充高度按照发明通过从至少两个闸门式料斗容器经由至少一个共同使用的适合于密实流体输送的后输送管道

的固体燃料输送来实现。因为该后输送管道是与重力无关地工作的，此外可能的是，将接收容器和要输送的闸门式料斗容器相互安装在不同的测地学的高度上并且此外相互间隔较大的空间间距。这个可以例如是在一个另外的建筑物中。

用于燃料的计量装置是公知的，其将燃料通过一个计量容器借助前置的闸门式料斗系统输送到反应器中。US5143521A描述了一种用于将燃料输送到接收容器中的系统，该接收容器储存处于压力下的燃料并且它通过闸门式料斗容器系统连续地提供精细粉碎的燃料。该闸门式料斗容器通过一个管道相互连接并且被交替地施加压力。该卸压气体的压力可以通过一个由膨胀涡轮、文丘里管和压缩机组成的系统应用于相应另外的闸门式料斗容器的加压。以此方式可以使精细分配的煤从大气压条件置于一个适于煤气化的压力上。氮气应用作为加压气体。

DE102005047583A1描述了一种方法和一种装置，用于计量并在压力下将微粒状燃料输送到煤气化反应器中。为了确保将燃料在时间上不变地输送到煤气化反应器中，该燃料被中间储存在一个计量容器中，在其下部分中通过在容器底部上方输入气体则产生一个密集的涡流层，微粒状的燃料通过该涡流层连续地经由燃烧器输送到一个处于压力作用下的气化反应器中。其中到燃烧器中的实际的输送通过一个所谓的高速输送实现，其中将辅助气体到燃烧器后面输送管道中的输送应用于产生压力差，然后借助其使燃料输送到燃烧器中。该计量容器通过两个闸门式料斗(Schleusen)提供燃料，其借助重力作用和一个叶轮闸门式料斗(Zellradschleusen)输送燃料到该计量容器中。但这个是易受干扰的并且在空间上需要高大的结构。磨碎装置的应用未被提及。

本发明描述了：一个用于粉碎一种含碳燃料的集成的方法，通过一适宜气体对燃料施加压力，使燃料分配并输送到一接收容器中以及输送到反应器中。燃料的输送、分配和至反应器中的输送则在一个所谓的后输送管道中通过一种密实流体输送来实现。因此反应器的整个燃料供给链可以无需重力输送地实现。反应器的气化器出口温度优选处于矿渣熔点以上在1200℃-2000℃范围内和压力优选为0.3MPa-8MPa。

其中气动式输送被称为密实流体输送，其不是将燃料颗粒作为单个颗粒地输送，而是作为密实流体输送以填满整个管道横截面的密实的填充物或填塞物形式来输送。一般地，密实流体输送具有4-5m/s的速度，其中气体流的高的固体燃料装载还将导致一个高的输送量。密实流体输送是非常物料完好的并且首先相对粘连的或潮湿的输送物料是很少受干扰的。当前的气动式密实流体输送优选是在至少为100kg/m³固体燃料密度和在至少0.5bar压力差情况下进行。

要求保护的特别是一种用于将精细粉碎的燃料输送到一个冷却的反应器(15)的方法，所述反应器在压力下用含氧气化剂进行气化，其中

·使气化器出口温度处于矿渣熔点以上在1200℃-2000℃范围内并且压力为0.3MPa-8MPa，并且

·使精细粉碎的燃料通过一闸门式料斗系统置于一个高于气化器压力的压力水平，并且转送到至少一个接收容器中并从那里起以密实流体方式通过至少一个燃料管道按计量地输送到一个或多个气化器上的一个或多个燃烧器中，和

·从至少两个闸门式料斗容器借助共同的、同时或依次应用的气动的后输送管道到至少一个接收容器的转送在固体燃料密度至少为100kg/m³和压力差为至少0.5bar条件下进行。

在方法的方案中规定，从闸门式料斗容器至一个或多个接收容器的转送通过至少一个连接装置和至少一个净化元件进行调节，并且从净化元件到接收容器的转送通过单个连接装置或通过具有转送的连接装置的另外的净化元件实现。

转送的连接装置例如设计为后输送管道，其适合用于密实流体输送。通过在闸门式料斗容器的下游安装净化元件经由一定数目(其小于闸门式料斗容器的数目)的后输送管道实现燃料从闸门式料斗容器至接收容器的输送。也可能的是，使固体燃料从闸门式料斗容器的出口不直接导入到净化元件中，而是通过连接部件实现，从而所述固体燃料首先通过管道到达净化元件中并接着到达后输送管道中。其中净化元件的数目低于闸门式料斗容器的数目并且它可以等于后输送管道的数目。净化元件尽可能地设置在出口接管的附近并尽可能地相对出口接管对称地设置，以便确保无干扰的固体燃料流。

在方法的优选实施方案中，使燃料借助磨碎机或适宜的磨碎装置制成精细粉碎的形式。为此可以使燃料以任意的形式可供使用。还可能的是，提供已精细粉碎形式的燃料。在这种情况下，只需要对燃料施加压力并且输送到反应器中。但在一般情况下，磨碎工序是本发明方法的一个集成的组成部分，特别是当磨碎装置在空间上位于反应器的附近时。在本发明的一个优选结构方案中，煤磨碎单元和煤干燥单元(“Coal milling and drying unit”CMD)是煤气化设备的集成的设备组成部分。

为了实现闸门功能(Schleusfunktion)，闸门式料斗容器被用气体加压。它例如可以使用再循环的过程气体。但对此也可以使用一种惰性气体。加压有利地用惰性气体(例如氮气，二氧化碳)或借助过程气体或再循环气体实现为了有利地构造闸门过程，在通过输入气体使闸门式料斗容器加压之前实行闸门式料斗容器的相互的部分加压。为了使过程尽可能地恒定地运作行，该闸门式料斗容器交变地加压和卸压。

在方法的另一个具体实施例中，使磨碎循环惰性化处理并且使闸门式料斗容器的卸压气体用于该磨碎循环的惰性化处理。这些卸压气体一般是为了实施闸门功能而卸压，其中随之排出的气体可以有利地被导回到用于磨碎的装置中。这样使得工艺过程运行可靠并且对设备的运行成本更有利。此外，磨碎循环的气体要被除尘。为此使用粉尘分离装置。这个也可应用于闸门式料斗容器的卸压气体的除尘。原则上，可以使加压气体或卸压气体在工艺过程的每个任意位置上通过粉尘分离装置来除尘。

然而，精细粉碎的燃料优选被提供到一个储备容器中。以这种方式和方法能实现，按照制备的需要来储存燃料并且暂时地对原料流起缓冲作用。以此方式可以使通过随后的充注才被补偿的薄弱环节得以平衡。

对于本发明方法的实施可以考虑所有固体的、含碳的燃料，其可以通过磨碎或粉碎制成精细粉碎的形式。这个可以特别是所有形式的煤，对此适宜的是石炭，褐煤和原则上说所有碳化形式的煤。但是作为燃料适宜的还有生物燃料如木材，生物质，和其他的燃料如塑料废弃物和石油焦炭或其混合物。为了能够实施本发明方法，该燃料应该能够仅仅制成精细粉碎的并且能通过密实流体输送的形式。

在粉碎过程及贮存在储备容器中以后，该固体燃料被提供到闸门式料斗系统中，在该闸门式料斗系统中，用于实行气化反应的固体燃料通过输入气体而施加压力。在本发明的优选具体实施方式中，储备容器是无压力的。其中有利地通过重力作用实现将固体燃料输送到闸门式料斗容器中。

为了实施本发明方法，闸门式料斗系统由至少两个闸门式料斗容器构成。因此能实现，使排空过程相互地连接，从而产生几乎连续的材料流。在一个有利的具体实施例中，各闸门式料斗容器被单独地施加压力。

在本发明方法的实施方案中，使用两个闸门式料斗容器，以便确保连续的材料流。因此用于设备的投资成本是小的。但在本发明另一个实施方案中，可以使用三个或更多个闸门式料斗容器。这个特别在高的设备产量是有意义的。

可行的是，使用多个闸门式料斗容器和多个净化元件。原则上，本发明装置可以包括任意数目的闸门式料斗容器和净化元件。闸门式料斗容器的数目取决于设备的产量。净化元件的数目取决于闸门式料斗容器的数目和后输送管道的数目。在此能实现不同的和原则上说任意多的配置方案。而且闸门式料斗容器和净化元件的连接原则上说可以任意地实现。对此可以应用任意数目的连接装置。优选的连接装置是管道。但也可能的是例如软管或法兰。而且空间中连接的类型也可任意地实现。

在容器加压之后，位于容器中的燃料被计量地输出，并且接着在容器中的压力被减压。在本发明一个有利的实施例中，卸压气体被利用于对下一个按循环要求的闸门式料斗容器部分地施加压力。这可以通过将卸压气体直接导入到为了改善效率要被加压的容器中来实现。

为了减少膨胀气体的粉尘装载，该卸压气体以有利方式被导入到粉尘分离器中，其也可用于使来自储备容器或磨碎过程的气体除尘。原则上说，也可能的是，借助固体燃料粉尘的更多个独立的粉尘分离器来净化气体。为使投资成本保持较小，有利的是，只使用一个粉尘分离器。

来自闸门式料斗容器的物料流通过至少一个净化元件和后输送管道被输送到接收容器中。为了能利用本发明的优点，闸门式料斗容器的排空如此地依次进行，以便实现一个几乎连续的至接收容器的燃料流。因此，可以使随后的接收容器为气化反应器提供连续的并且处在一个适合于气化反应压力下的物料流，其中在接收容器中的料位几乎保持在不变。在接收容器中的燃料料位可以按本方法的优选实施例被如此调节，以便所述料位临时的波动不大于±30％。在本领域技术人员实施本发明方法的情况下，毫无疑问可能的是，在接收容器中的填充高度的波动历经一个长时间间隔也应保持在不大于±10％的范围内。

在接收容器中的料位也可以通过以下方式保持不变，亦即：通过对闸门式料斗容器和接收容器之间压力差的适配来调节来自闸门式料斗容器的精细粉碎的燃料的输送。气体输入到闸门式料斗容器的自由空间中或从该自由空间中排出气体影响在闸门式料斗容器和接收容器之间的压力差并且被用于作为固体燃料输送的调节参数。

精细粉碎的燃料为了实施本方法优选具有小于0.5mm的直径。这个通过磨碎过程和粉碎过程实现。固体燃料从闸门式料斗容器中的输出可以在出口接管的直接附近通过将气体输入到闸门式料斗容器中而得到支持。在后输送管道中的密度有利地通过将气体输入到该后输送管道中或净化元件中或两者中而被调节。在这个位置上的气体输入也可以被应用于冲刷该后输送管道或净化元件。而且给在闸门式料斗容器和净化元件之间的连接部件也可以供给气体。

在闸门式料斗容器的出口处输入的输送气体量在本发明一个有利的实施例中在接收容器中被回收并且借助一个喷射器导回到闸门式料斗容器中。所述导回的输送气体与喷射器的动力气体一起用于作为要排空的闸门式料斗容器的替代气体并因此也应用于输送过程期间闸门式料斗容器的压力稳定。

对于确定的目的需求，也可有利的是，两个或更多个闸门式料斗容器同时地或有时同时地向一个输送管道中排出固体燃料。然后在容器之间的气体平衡有利地通过容器之间的气体连接管道实现。

而且本发明煤气化过程的后续过程也可以属于本发明方法。同样属于本发明方法的方法步骤是：其对于反应器的符合规程的运行是必需的。它可以例如是净化步骤。但它也可以是起支持作用的方法步骤例如用于使堵塞松开的气体输入。还可能的是，用于参数如料位、流量、压力或温度的测量的方法步骤。本发明也特别描述了一种设备，借助其可以实施本发明方法。为此在本发明装置中可以设有用于按照本发明方法运行煤气化所必需的所有的设备部件。

要求被保护的还有一种用于将固体燃料输送到用于气化固体燃料的反应器中的设备，其包括：

·磨碎装置，

·粉尘分离器，

·储备容器，

·至少两个闸门式料斗容器，

·至少一个用于密实流体输送的连接装置，

·接收容器，

·气化反应器，其中

·该磨碎装置通过连接装置与一个储备容器连接，其中在磨碎装置和储备容器之间设有粉尘分离器，和

·该储备容器通过适合于重力输送或密实流体输送的连接装置与闸门式料斗容器连接，和

·该闸门式料斗容器通过共同应用的适合于作为密实流体输送的后输送管道的连接装置与接收容器连接，并且这个接收容器通过另外的燃料管道与气化反应器连接。

从闸门式料斗系统到接收容器的密实流体输送允许使接收容器安装在和闸门式料斗系统相同的或不同的测地学的高度上。而在迄今公知的重力闸门式料斗系统情况中，绝对必需的是，将闸门式料斗容器安置在接收容器的上方。通过这一措施可使整个设备的结构高度明显地减小。而且能实现，闸门式料斗系统和接收容器及反应器安置在不同的建筑物中。还有本发明的优点在于，可以选择较低的建造高度用于相应的设备。不同设备结构部件的配置可以任意地实现，因此人们在设备的在空间上的规划中是灵活的。

燃料从闸门式料斗容器到一个或多个接收容器的转送通过至少一个连接装置和至少一个净化元件实现，并且从净化元件到接收容器的转送通过单个用于密实流体输送的后输送管道实现。从闸门式料斗容器到接收容器的转送可以通过具有转送的连接装置的另外的净化元件实现。

按照本方法的实施方式，可能的是，应用两个或更多个闸门式料斗容器以用于对燃料加压。这特别在具有高的燃料流量的设备情况下是有意义的或者当必须对该闸门式料斗系统施加较高的压力时。闸门式料斗容器在入口侧与储备容器连接，该储备容器不仅借助一种密实流体输送而且通过重力输送将燃料输送到闸门式料斗容器中。为此在储备容器和闸门式料斗容器之间的适宜位置上可以存在一个叶轮闸门式料斗或一个物料预选器。还可以在储备容器和闸门式料斗容器之间设有中间容器，发送转炉或气体供给装置。

为了向煤气化设备提供燃料，该设备也可以包括磨碎装置或磨碎机。这个可以是任意类型的。最后，该磨碎机也可包括附加的粉碎装置，如用于木材的切碎机或用于煤的破碎装置。也可以给磨碎机或破碎装置提供气体或可以惰性化处理。闸门式料斗容器在本发明装置的一个优选实施例中在空间上集成到磨碎设备中并且从用于精细粉碎、干燥的燃料的至少一个储备容器中以重力流方式被充填。

为了实施本发明方法，该闸门式料斗系统由两个或更多个闸门式料斗容器组成，可以从外部使所述闸门式料斗容器置于压力下。该闸门式料斗系统在上游与一个储备容器连接，其通过重力输送向该闸门式料斗系统供给精细粉碎的燃料。固体燃料的输送或该固体燃料传输优选通过导入气体而受到影响，因此在闸门式料斗系统、密实流体输送管道或接收容器的任何位置上都可以设有用于气体的输入装置，通过其影响输送或固体燃料输送。

该闸门式料斗容器可以是任意类型的。所述闸门式料斗容器可以是圆柱形的或球形的。优选是该闸门式料斗容器设有向下延伸的排出锥，其锥角由倾注物料的特性预先确定，从而克服间隙形成(Brückenbildung)并确保均匀的物料流。因此理想的是，所述排出锥向下方形成尖端。然后燃料的排出沿重力方向往下进行。而且所述储备容器和随后的接收容器优选是也被如此成形。该闸门式料斗容器具有入口阀，通过其可以对闸门式料斗容器施加压力。闸门式料斗容器按照现有技术装备有管接头，截止阀及调节阀，以便调节该固体燃料流，从而能够卸压和加压或者能够实施压力平衡。

在本发明一个有利的实施例中，该卸压气体可以送回到磨碎装置中和/或用于燃料的储备容器中。为了使气体在从本系统排出或在再循环之前为了则在本设备内部应用要与粉尘分离，该管道优选是导引通过粉尘分离器。所述粉尘分离器使尘粉分离出并且将尘粉导引到一个合适的回收装置或将它例如又导引到储备容器中。原则上，可以在闸门式料斗系统、密实流体输送管道、燃料管道或卸压管道的每个任意位置上设有借助其可以使气体流与固体燃料或粉尘分离的装置。因此有利的是，使闸门式料斗容器与接收容器在气体侧相连接。

所述管道可以在每个任意位置上包含气体导入装置。这例如可以是所谓的“助推器”。但特别是该用于固体燃料的输出装置可以包含附加的气体导入装置，在固体燃料中可能容易发生结块、堵塞或间隙形成，借助所述附加的气体导入装置使固体燃料可以被弄松散。该闸门式料斗容器也可以在每个任意位置上包含用于气体的导入装置。

因此在闸门式料斗容器的物料出口处设有一个连接部件，其将来自闸门式料斗容器的物料流导引至净化元件。所述的装置必须设计成用于高的压力，因为固体物料在从闸门式料斗容器至接收容器的整个输送过程期间处在高于气化反应器的压力水平的压力水平上。为了能实现调节的物料流，该闸门式料斗容器有利地被如此安装，使得它们是相对于净化元件对称地设置，从而在闸门式料斗容器和净化元件之间的各连接部件优选是同样长的。

该净化元件原则上可以是任意的类型。其中优选是涉及承担混合元件的功能的装置。这个例如可以是管岔件或Y型构件，但地可以是所谓的“管头”。EP340419B1示出用于适宜的净化元件的示例，其中在那里示出的元件在其功能上在此可以是相反的并且在此被用作为净化元件。而且连接装置可以是任意类型的。其中优选是涉及管道。软管或法兰也是可能的。

为了物料分配，也可以有利地对连接装置或净化元件提供气体。如果使用更多个净化元件，则也可以单个地给这些净化元件提供气体。因此在净化元件处优选是设有一个气体导入装置。在本发明一个实施例中，该接收容器包括用于加压气体的装置或气体导入装置。

用于将固体燃料输送到接收容器中的管道一般是终止在固体燃料堆料的上方，而在本发明一个实施例中，根据堆料特性也可以在固体燃料水平的下方导引到接收容器中。因为固体燃料水平对于方法的有利实施只容忍小的波动，故固体燃料水平可以处在接收容器的一个较低或中等的高度位置上。因此可以在固体燃料的良好的包含气体能力情况下在接收容器中实现一个较小的堆料密度，这样就可减少用于输送至燃烧器的附加的气体需求。

本发明设备可以在每个位置上包含用于固体燃料的供给装置的运行所必需的设备部件。这可以是泵，但这也可以是加热-或冷却装置。属于此的还有阀或切断装置。这些原则上说可安装在每个任意位置上。而且喷射器的构造也是可能的。为此可以使用例如所谓的“助推器”(气体喷嘴)，但也可能的是气体喷射泵。最后属于本发明设备的还有用于气体和固体燃料的温度计或流量传感器、压力传感器、料位测量仪表或其他测量装置。

通过具有来自于闸门式料斗容器和接收容器的密实流体输送的结构方案就能实现该设备的整体结构以低的结构方式构成。设备构件则由于这种与重力无关的输送可以任意的方式来安装。通过这个系统可以明显地减少位置需求。通过多个闸门式料斗容器和前置的接收容器以及恒定填充的接收容器组成的系统就可以实现一种无干扰的并时间上稳定的至接收容器中的燃料输送，即使在一个较长的时间间隔内。这个有助于设备可靠性并能实现稳定的高产量。

附图说明

本发明装置借助两个附图被更详细地解释，其中的具体实施例并非局限于这些附图。

具体实施方式

图1示出了一个用于煤的气化设备的方法流程，其装备有一个用于燃料供给的按本发明的装置。燃料1被提供并且到达一个磨碎机或者一个适宜的磨碎装置2中。然后被精细粉碎的燃料经由一个粉尘分离器3通过燃料管道3a被导入到一个储备容器4中。在那里所述燃料被中间储存。此后该燃料到达闸门式料斗容器5

中。这些闸门式料斗容器在所示的实施例中是双重设置的闸门式料斗容器5a、5b。闸门式料斗容器5用于使燃料分批地通过气体输入而置于压力下。因此在闸门式料斗容器5上位于堆料的上方设有用于气体的导入装置6a、6b，并且所述用于气体的导入装置6’a、6’b伸入到该堆料中。在各闸门式料斗容器5之间设有一个平衡管道7，其在需要时可被开启。从闸门式料斗容器5引出一个卸压管道8用于释放压力，通过所述卸压管道该卸压的气体完全地或也只有部分地可用于在磨碎装置2中的惰性化。当然卸压气体也可以应用于储备容器4的惰性化。为了将磨碎装置2的借助鼓风机8b被回送的循环气体8c置于适宜的温度上，可以在该管道中设有一个热交换器8d或另一个适宜的热输入装置。在闸门式料斗容器5a、5b的下游，被精细粉碎的燃料通过适当的连接装置9a、9b输出并到达一个净化元件10中。而且该净化元件10可以通过一个气体管道11加载气体。然后该精细粉碎的材料借助后输送管道12到达一个接收容器13中。

在图1示出的示例性变型方案中两个闸门式料斗容器5a、5b经由净化元件10应用后输送管道12。以这种方式有利地实现：闸门式料斗容器5a、5b交替地将固体燃料经由净化元件10输入到密实流体输送装置的后输送管道12中。为了使在闸门式料斗容器5a、5b之间转换的重叠时间最小化并且为了实现几乎无间隙的固体燃料输送，则有利的是，使两个闸门式料斗容器5a、5b在转换过程期间在时间上重叠地连接到净化元件10上。为此在一个已几乎排空的闸门式料斗容器和另一个还完全充满的闸门式料斗容器5a、5b之间的压力平衡经由所设置的平衡管道7是有用的。所描述的过程当然设有多于两个的闸门式料斗容器5也是可能的并且是有利的。在多于两个闸门式料斗容器5的情况下，还附加产生的可能方案是，将相应的刚被排空并且此时为了能从无压力的储备容器4中接收固体燃料必须被卸压的闸门式料斗容器5的卸压气体应用在一个还无压力的闸门式料斗容器5中，以便将它部分地加压。在连接装置9a、9b中设有两个阀(未示出)，一个阀在容器出口附近，一个阀在净化元件10的附近。在一个闸门式料斗容器5已被排空至最小料位并且在净化元件10的附近经由阀与净化元件10阻断以后，通过连接装置9a、9b的气体导入管道9’a、9’b进行冲刷或吹刷清除是很有意义的，这要在第二阀关闭之前。

在接收容器13中理想的方式是占有一个不变的料位13a。该接收容器13的压力水平可以通过多余气体21或输入气体22借助气摆方法保持恒定。固体燃料从接收容器13通过燃料管道14a、14b到达具有一个或多个燃烧器16a、16b的煤气化反应器15。此处用于供给固体燃料的整个装置位于一个单独的车间部分、磨碎设备的建筑物17a中。该煤气化反应器15与接收容器13一起位于另一建筑物部分、煤气产生装置17b的建筑物中。

这些已经列举的本发明优点，其特别地在于明显减少装备的数目、减少结构高度并因此减少投资成本以及提高的运行安全可靠性，这些优点由于对加压气体需求的适度增加而获得。这应被归因于，用于后输送管道12中密实流体地输送固体燃料的气体的用于稀释到低于接收容器13中的固体燃料密度的部分作为多余气体不能应用于向煤气化反应器15中的供料，见图2。如果没有存在附加的装置，这部分肯定未被利用地作为多余气体21被排出。同时在作为发送容器起作用的闸门式料斗容器5中需要比被取走固体燃料体积的替代(“Replacement”)的大几倍的气体量。由此建议气体需求通过以下方式减少，即：来自于接收容器13的多余气体21作为返回气体20被回送到闸门式料斗容器并且在那里被应用于该替代-气体需求的部分替代。这个可以借助鼓风机或另外的用于提高压力的装置实现。由于在高系统压力的同时在接收容器13和闸门式料斗容器5之间较小的要克服的压力差，则为此建议一个喷射器18、特别是一个气体喷射泵。此外它还具有输送含尘气体的能力，因此除尘是不必要的。作为动力气体可以应用为了“替代”而输入的加压气体，其已处在足够较高的压力下。喷射器18的压力侧被转换到相应起作用的闸门式料斗容器5上。在典型的运行条件下，返回气体的份额处于备用气体量的约25％。同时，动力气体23的预压力相对该闸门式料仓为约10bar，同时返回气体20的压力处于只比闸门式料仓的压力高约1-2bar。这些数字关系使本领域的技术人员明白，该装置“喷射器”18在所提及的条件下是完全起作用的。

该气体返回以如下方式集成在接收容器13的压力调节装置中：出于在不变的运行条件下多余气体21从接收容器13中排出的考虑，在接收容器13中的压力升高被如此避免，即：释放的气体量被喷射器18吸出并供给到闸门式料斗容器5中。如果压力在接收容器13中进一步升高，则过剩流就作为多余气体21被排出。而且这些气体可以在给定情况下被应用于再利用，例如用于替代冲刷气体，其被输送到气化反应器的不同位置上。如果特别在起动过程中接收容器13的压力升高是必需的话，所述压力升高不能通过多余气体21实现，在关闭用于返回气体20和多余气体21的管道中的阀的情况下，则缺少量要借助新鲜的输入气体22提供。

用作为用于喷射器18的动力气体23的加压气体通过闸门式料斗容器5的压力调节跟踪。按照节流机构在动力气体管道中的位置，该动力气体量位于该替补气体需求的70-100％内。闸门式料仓压力的额定值通过级联(未示出)由接收容器13中料位(或者说其重量)求出。对于该料位，可预先设定一个固定的额定值(例如50％)。在超过该额定值情况下，则由调节器级联预先设定的在闸门式料斗容器5和接收容器13之间的压差值被减小，因此后输送的固体燃料质量流下降，在低于该料位额定值情况下，发生一个相反的调节器干预。

图3-8以示例性方式示出了具有不同数目的闸门式料斗容器5和净化元件10的结构方案。所述闸门式料斗容器和净化元件以不同方式通过管道连接。

图3示出一个本发明装置，其包括三个闸门式料斗容器5和一个净化元件10，其中每单个闸门式料斗容器5通过一个连接装置9与净化元件10连接，并且净化元件10通过一个后输送管道12与接收容器13相连接。净化元件10可以通过气体管道11提供气体。

图4示出了一个本发明装置，其包括三个闸门式料斗容器5和二个净化元件10，其中两个闸门式料斗容器5通过连接装置9a、9b与第一净化元件10a相连接，并且第一净化元件10a通过一个另外的连接装置与第二净化元件10b连接，并且第三闸门式料斗容器5通过一个连接装置9c直接与第二净化元件10b连接，以及第二净化元件10b通过一个后输送管道12与接收容器13相连接。

图5示出了一个本发明装置，其包括四个闸门式料斗容器5和三个净化元件10，其中两个闸门式料斗容器5分别通过连接装置9a-9d与相应一个净化元件10相连接，并且这些净化元件10通过另外的连接装置9e、9f与第三净化元件10c连接，并且第三净化元件10c通过一个后输送管道12与接收容器13连接。

图6示出了一个本发明装置，其包括六个闸门式料斗容器5和两个净化元件10，其中三个闸门式料斗容器5分别通过连接装置9与相应一个净化元件10连接，并且这些净化元件10通过单独的后输送管道12a、12b与接收容器13连接。

图7示出了一个本发明装置，其包括八个闸门式料斗容器5和两个净化元件10，其中四个闸门式料斗容器5分别通过连接装置9a、9b与相应一个净化元件10连接，并且这些净化元件10通过单独的后输送管道12与接收容器13连接。

图8示出了一个本发明装置，其包括八个闸门式料斗容器5和三个净化元件10，其中四个闸门式料斗容器5分别通过连接装置9a、9b与相应一个净化元件10a、0b连接，并且这些净化元件10a、10b通过另外的连接装置9与第三净化元件10c连接，并且第三净化元件10b通过后输送管道12与接收容器13连接。

附图标记列表

1-燃料，

2-磨碎装置，

3-粉尘分离器，

3a-燃料管道，

4-储备容器，

5、5a、5b-闸门式料斗容器，

6、6a、6b-气体用导入装置，

6’a、6’b-气体用导入装置，

7-平衡管道，

8-卸压管道，

8a-卸压气体管道，

8b-鼓风机，

8c-循环气体，

8d-热交换器，

9a-9f-连接装置，

9’a、9’b-气体导入，

10、10a-10c-净化元件，

11-气体管道，

12、12a、12b-后输送管道，

13-接收容器，

13a-料位，

14a、14b-燃料管道，

15-煤气化反应器，

16a、16b-燃烧器，

17a-磨碎设备的建筑物，

17b-煤气形成的建筑物，

18-喷射器，

19-气体，

20-返回气体，

21-多余气体，

22-输入气体，

23-动力气体，

ΔP-作为调节参数的压力，

PC-压力调节器。

Claims (36)

1.用于将固体燃料输送到用于气化固体燃料的反应器中的设备，包括：

磨碎装置(2)，

粉尘分离器(3)，

储备容器(4)，

至少两个闸门式料斗容器(5)，

用于密实流体输送的连接装置(12)，

接收容器(13)，

气化反应器(15)，其中

该磨碎装置(2)通过连接装置与储备容器(4)连接，其中在磨碎装置(2)和储备容器(4)之间设有粉尘分离器(3)，

其特征在于：

储备容器(4)通过适合于重力输送或密实流体输送的连接装置与闸门式料斗容器(5)连接，并且

闸门式料斗容器(5)通过共同使用的连接装置(12)与接收容器(13)连接，所述连接装置作为后输送管道(12)适合于密实流体输送，并且所述接收容器通过另外的燃料管道(14)与气化反应器(15)连接。

2.按权利要求1的设备，其特征在于：

从闸门式料斗容器(5)到一个或多个接收容器(13)的转送通过至少一个连接装置(9)和至少一个净化元件(10)实现，并且从净化元件(10)到接收容器(13)的转送通过单个的用于密实流体输送的后输送管道(12)或通过具有用于转送的连接装置(9e，9f)的另外的净化元件(10)实现。

3.按权利要求2的设备，其特征在于：

所述设备包括三个闸门式料斗容器(5)和一个净化元件(10)，其中每个单独的闸门式料斗容器(5)通过一个连接装置(9)与净化元件(10)连接，并且净化元件(10)通过另一个连接装置(12)与接收容器(13)连接。

4.按权利要求2的设备，其特征在于：

所述设备包括三个闸门式料斗容器(5)和两个净化元件(10)，其中两个闸门式料斗容器(5)通过连接装置(9a、9b)与第一净化元件(10a)连接，并且第一净化元件(10a)通过另一个连接装置(9c)与第二净化元件(10b)连接，并且第三闸门式料斗容器(5)通过一个连接装置直接与第二净化元件(10b)连接，并且第二净化元件(10b)通过另一个连接装置(12)与接收容器(13)连接。

5.按权利要求2的设备，其特征在于：

所述设备包括四个闸门式料斗容器(5)和三个净化元件(10)，其中每两个闸门式料斗容器(5)通过连接装置(9a-9d)与相应一个净化元件(10)连接，并且所述净化元件(10)通过另外的连接装置(9e，9f)与第三净化元件(10c)连接，并且第三净化元件(10c)通过另一个连接装置(12)与接收容器(13)连接。

6.按权利要求2的设备，其特征在于：

所述设备包括六个闸门式料斗容器(5)和两个净化元件(10)，其中每三个闸门式料斗容器(5)通过连接装置(9)与相应一个净化元件(10)连接，并且所述净化元件(10)通过单独的连接装置(12a，12b)与接收容器(13)连接。

7.按权利要求2的设备，其特征在于：

所述设备包括八个闸门式料斗容器(5)和两个净化元件(10)，其中每四个闸门式料斗容器(5)通过连接装置(9)与相应一个净化元件(10)连接，并且所述净化元件(10)通过单独的连接装置(12)与接收容器(13)连接。

8.按权利要求2的设备，其特征在于：

所述设备包括八个闸门式料斗容器(5)和三个净化元件(10)，其中每四个闸门式料斗容器(5)通过连接装置(9)与相应一个净化元件(10a，10b)连接，并且所述净化元件(10a，10b)通过另外的连接装置(9)与第三净化元件(10b)连接，并且第三净化元件(10b)通过另一个连接装置(12)与接收容器(13)连接。

9.按权利要求1-8之一的设备，其特征在于：

所述闸门式料斗容器(5a、5b)空间上集成到磨碎设备(1)中并且从至少一个用于精细粉碎的干燥的燃料的储备容器(4)中填充。

10.按权利要求1-9之一的设备，其特征在于：

闸门式料斗系统(5)由两个或更多个闸门式料斗容器组成，能从外部将所述闸门式料斗容器置于压力下。

11.按权利要求1的设备，其特征在于：

闸门式料斗系统(5)在上游与储备容器(4)连接，所述储备容器通过重力输送向该闸门式料斗系统提供精细粉碎的燃料。

12.按权利要求1-11之一的设备，其特征在于：

闸门式料斗容器(5)和接收容器(13)在气体侧通过至少一个连接管道(20)相连接。

13.按权利要求1-12之一的设备，其特征在于：

在闸门式料斗系统(5)、密实流体输送管道、气体侧连接管道(20)或接收容器(13)的任意可选择的位置上设有一个或多个用于气体的导入装置，通过所述导入装置能够影响输送或固体燃料输送。

14.按权利要求13导入气体的设备，其特征在于：

用于气体的至少一个导入装置是喷射器(18)。

15.按权利要求1-14之一的设备，其特征在于：

在闸门式料斗系统(5)、卸压管道(7，8，8a)、返回管道(20)或排放管道(21)的任意可选的位置上设有借助其能够使气体流从固体燃料或粉尘中释放分离的装置。

16.将精细粉碎的燃料输送到冷却的反应器(15)的方法，所述反应器用于借助含氧的气化剂在压力下进行气化，

使气化器出口温度高于矿渣熔点在1200℃至2000℃范围内并且压力为0.3MPa至8MPa，并且

将精细粉碎的燃料通过一闸门式料斗系统(5)置于一个高于气化器压力的压力水平并转送到至少一个接收容器(13)中，并且从那里起以密实流体方式经由至少一个燃料管道(14)按计量地输送到一个或多个气化器(15)上的一个或多个气化燃烧器(16)中，并且

其特征在于：

借助于共同的、同时或依次使用的气动式后输送管道在固体燃料密度为至少100kg/m³和压力差为至少0.5bar条件下实现从至少两个闸门式料斗容器(5a、5b)到至少一个接收容器(13)的转送。

17.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

将闸门式料斗容器(5)中的卸压气体(8)至少部分地应用于磨碎循环的惰性化处理。

18.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

使磨碎设备的粉尘分离装置(3)也应用于闸门式料斗容器(5)的卸压气体(8a)的除尘。

19.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

在通过输入气体(6a，6b)加压之前至少进行对闸门式料斗容器(5a、5b)的相互的部分加压。

20.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

从闸门式料斗容器(5)至接收容器(13)的烯料输送通过一定数目的后输送管道(12)实现，该数目小于闸门式料斗容器(5)的数目。

21.按权利要求16-20之一的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

使固体燃料从每个闸门式料斗容器(5)的出口通过一个连接部件(9a、9b)到达净化元件(10)并且然后到达后输送管道(12)中，其中净化元件的数目低于闸门式料斗容器的数目并且至少等于后输送管道的数目。

22.按权利要求16-21之一的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

使净化元件(10)尽可能地设置在闸门式料斗容器(5)的出口接管附近并且优选相对于所述出口接管是对称的。

23.按权利要求16-22之一的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

间断地使至少两个闸门式料斗容器(5)同时给后输送管道(12)供给固体燃料。

24.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

将接收容器(13)在空间上集成到磨碎设备的建筑物中。

25.按权利要求16-22之一的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

使闸门式料斗容器(5)的测地学的安装高度小于接收容器(13)的安装高度。

26.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

使后输送管道(12)在固体燃料边界面的下方通入到接收容器(13)中。

27.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

精细颗粒状的固体燃料的直径小于0.5mm。

28.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

通过闸门式料斗容器和接收容器之间压力差的适配这样地调节来自闸门式料斗容器(5)的后输送，使得在接收容器(13)中的料位保持恒定。

29.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

通过将气体(6a，6b)输入到闸门式料斗容器的自由空间中或使之排出来影响闸门式料斗容器(5)和接收容器(13)之间的压力差并且将所述压力差用作为固体燃料输送的调节参数。

30.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

通过在紧挨出口接管的附近将气体(6’a，6’b)加入到闸门式料斗容器(5)中来支持固体燃料排出。

31.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

通过将气体(11)加入到后输送管道(12)和/或净化元件(10)中来调节后输送管道(12)中的密度。

32.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

可以通过将气体(9’a，9’b)加入到后输送管道(12)本身和/或净化元件(10)中能够冲刷所述后输送管道(12)。

33.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

给闸门式料斗容器(5)和净化元件之间的连接部件(9a、9b)提供气体(9’a，9’b)。

34.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

使在闸门式料斗容器(5)的出口处输入的输送气体量(6’a，6’b)在接收容器(13)中被回收并且借助压力升高装置导回到闸门式料斗容器(5)中。

35.按权利要求16的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

使在闸门式料斗容器(5)的出口处输入的输送气体量(6’a，6’b)在接收容器(13)中回收并且借助喷射器(18)导回到闸门式料斗容器(5)中。

36.按权利要求34或35的用于输送精细粉碎的燃料的方法，其特征在于：

为了驱动喷射器(18)，使用确保闸门式料斗容器(5)的压力稳定的动力气体(23)。

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