CN103540364B - 用于保护气化器骤冷环的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于保护气化器骤冷环的系统及方法。一种系统包括气化器。气化器包括构造成将给料转化成合成气体的反应室、构造成冷却合成气体的骤冷室，以及在反应室与骤冷室之间的过渡区段。气化器还包括构造成向骤冷室提供第一冷却剂流的骤冷环，以及构造成提供第二防护气体流以保护骤冷环或过渡区段中的至少一个的防护气体系统。

Description

用于保护气化器骤冷环的系统及方法
技术领域
本文中公开的主题涉及气化器，并且更特别地，涉及用以改进用于气化器的骤冷环的寿命的系统及方法。
背景技术
气化器将含碳材料转化成一氧化碳和氢的混合物，该混合物被称为人造气、合成气体或合成气。例如，整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂包括一个或更多个气化器，其使给料在高温下与氧和/或蒸汽反应以产生合成气。在气化之后，产生的合成气可包括不合乎需要的成分，诸如灰。合成气可引导穿过骤冷室以将合成气冷却至饱和温度，并且除去作为熔渣的不合乎需要的成分。遗憾的是，骤冷室的某些构件经受来自合成气和熔渣的热应力或腐蚀，这可降低气化器的效率和可操作性。
发明内容
在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。
在第一实施例中，一种系统包括气化器。气化器具有构造成将给料转化成合成气体的反应室、构造成冷却合成气体的骤冷室，以及在反应室与骤冷室之间的过渡区段。气化器还具有骤冷环和防护气体系统。骤冷环构造成将第一冷却剂流提供给骤冷室，并且防护气体系统构造成提供第二防护气体流以保护骤冷环或过渡区段中的至少一个。
在第二实施例中，一种系统包括防护气体系统，其具有防护气体喷射器，该防护气体喷射器构造成提供防护气体流以保护骤冷室中的骤冷环或气化器的反应室与骤冷室之间的过渡区段中的至少一个。
在第三实施例中，一种方法包括提供防护气体流以保护骤冷环或气化器的过渡区段中的至少一个。骤冷环配置在气化器的骤冷室中，并且过渡区段配置在气化器的骤冷室与反应室之间。
一种系统，其包括：气化器，其包括：反应室，其构造成将给料转化成合成气体；骤冷室，其构造成冷却合成气体；骤冷环，其构造成将第一冷却剂流提供给骤冷室；在反应室与骤冷室之间的过渡区段；防护气体系统，其构造成提供第二防护气体流以保护骤冷环或过渡区段中的至少一个。
优选地，防护气体系统包括配置在气化器内的防护气体喷射器。
优选地，防护气体喷射器构造成提供沿暴露于合成气体的骤冷环的表面的第二防护气体流。
优选地，防护气体喷射器构造成提供沿暴露于合成气体的过渡区段的表面的第二防护气体流。
优选地，过渡区段包括锥形耐火区段和底层区段，骤冷环配置在骤冷室中，并且防护气体喷射器配置在骤冷环与底层区段之间。
优选地，防护气体喷射器绕着过渡区段或骤冷环的第一中心轴线沿周向延伸。
优选地，防护气体喷射器包括具有至少一个防护气体入口和至少一个防护气体出口的中空环形封壳。
优选地，至少一个防护气体出口包括绕着防护气体喷射器的第二中心轴线沿周向延伸的环形槽口。
优选地，中空环形封壳包括由流动调节隔层分隔的第一室和第二室。
优选地，第一室和第二室为同轴环形室，并且流动调节隔层包括构造成将第二防护气体流从第一室分配至第二室的一个或更多个开口。
优选地，防护气体系统构造成提供沿骤冷环或过渡区段中的至少一个的第二防护气体流以抑制热应力或腐蚀。
优选地，防护气体系统构造成提供区域中的第二防护气体流以抑制合成气体在区域中的再循环。
优选地，防护气体系统构造成提供包括二氧化碳或惰性气体的第二防护气体流。
优选地，系统包括构造成将空气分成氧和氮的空气分离单元，其中，空气分离单元构造成将氮的至少一部分提供给防护气体系统。
优选地，系统包括构造成从合成气体捕集二氧化碳的碳捕集系统，并且碳捕集系统构造成将二氧化碳提供给防护气体系统。
一种系统，其包括：防护气体系统，其包括防护气体喷射器，防护气体喷射器构造成提供防护气体流以保护骤冷室中的骤冷环或气化器的反应室与骤冷室之间的过渡区段中的至少一个。
优选地，系统包括骤冷环、过渡区段或两者。
优选地，防护气体喷射器包括绕着中心轴线沿周向延伸的中空封壳，中空封壳包括至少一个防护气体入口和至少一个防护气体出口，至少一个防护气体出口绕着中心轴线沿周向延伸，中空封壳包括由流动调节隔层分隔的第一室和第二室，并且流动调节隔层包括多个开口。
一种方法，其包括：提供防护气体流以保护骤冷环或气化器的过渡区段中的至少一个，其中，骤冷环配置在气化器的骤冷室中，并且过渡区段配置在气化器的骤冷室与反应室之间。
优选地，提供防护气体流包括接收来自空气分离单元的氮流、来自碳捕集系统的二氧化碳流或它们的组合。
附图说明
当参考附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它的特征、方面和优点，其中，同样的标记在所有附图中表示同样的部件，其中：
图1为示出包括气化器的气化器系统的各种构件的气化器系统的实施例的示意图；
图2为示出气化器内的各种地带的图1的气化器的实施例的示意图；
图3为图1的气化器的实施例的截面侧视图，示出了气化器的骤冷环和防护气体系统；
图4为在线4-4内截取的图3的骤冷环和防护气体系统的实施例的截面侧视图，示出了冷却剂和防护气体的近似流动剖面；
图5为在线5-5内截取的图3的防护气体系统的实施例的截面俯视图，示出了防护气体喷射器的入口和出口；
图6为图5的防护气体喷射器的实施例的局部透视图，示出了配置在防护气体喷射器的入口与出口之间的流动调节隔层；
图7为图6的流动调节隔层的局部视图，示出了用以转移防护气体同时调节流动以更均匀地从防护气体喷射器的入口至出口的多个鳞斑(fish-scale)开口；以及
图8为图6的流动调节隔层的局部视图，示出了用以转移防护气体同时调节流动以更均匀地从防护气体喷射器的入口至出口的多个孔眼。
具体实施方式
将在下面描述本申请的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可不在说明书中描述实际实施的所有特征。应当理解，在任何这种实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定实施决定以实现开发者的特定目的，诸如符合系统相关且商业相关的约束，这可从一个实施变化到另一个实施。此外，应当理解，这种开发努力可为复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的技术人员而言，仍将是设计、制作和制造的日常工作。
当介绍本申请的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在元件中的一个或更多个。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。
本公开涉及用以改进气化器的骤冷环的寿命的系统及方法。特别地，防护气体喷射器提供沿骤冷环和气化器的过渡区段的表面的防护气体流。防护气体流产生隔离隔层，其通过抑制热应力和/或腐蚀而保护骤冷环和过渡区段。例如，隔离隔层可减小由高温合成气引起的骤冷环的热应力。另外，防护气体可减小或抑制骤冷环和过渡区域附近的停滞地带中的合成气的再循环，由此减小停滞地带中的腐蚀和/或热应力。在某些实施例中，防护气体可为惰性气体，诸如氮或二氧化碳。另外，防护气体可由气化系统内的设备(诸如空气分离单元或合成气处理系统)提供。
现在转向附图，图1示出了具有用于生成和处理合成气的各种构件的气化系统10的实施例，其中，系统10包括构造成保护气化器12的一个或更多个构件免受热退化和/或化学退化的防护气体系统11。在某些实施例中，气化系统10可为整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂，其可包括具有驱动地联接于发电机3的燃气涡轮2的燃气涡轮发电机1(例如，第一发电系统)、具有驱动地联接于发电机6的蒸汽涡轮5的蒸汽涡轮发电机4(例如，第二发电系统)、余热回收蒸汽发生器(HRSG)7，以及具有防护气体系统11的气化器12。HRSG7构造成回收热(诸如来自燃气涡轮发电机1的排出热8)，以便生成用于在其它工厂构件(诸如蒸汽涡轮发电机4)中使用的蒸汽36。燃气涡轮发电机1和蒸汽涡轮发电机4作为联合循环系统9一起工作以生成电。然而，公开的实施例不受限于IGCC发电厂，并且可应用于联接于防护气体供应源14的任何反应器，诸如气化器12。
如先前提到的，气化系统10包括防护气体系统11，其联接于气化器12以向气化器12构件提供热保护和化学保护(例如，防护)两者。防护气体系统11包括气体防护供应源14，其向气化器12(例如，向防护气体喷射器17)提供防护气体16，由此通过减小由合成气30引起的热应力和腐蚀而改进气化器12的可操作性。在某些实施例中，防护气体16可为在气化系统10内生成的惰性气体和/或准惰性气体。例如，配置在气化器12上游的空气分离单元(ASU)18接收空气流20，并且将空气20分成氮22、氧24和其它成分(例如，氩)。氮22和/或氩可用作防护气体喷射器17内的防护气体16。如将在下面进一步讨论的，气化系统10可使用各种处理系统46(诸如酸性气体脱除(AGR)系统和/或碳捕集系统)处理合成气30。在合成气处理期间产生的二氧化碳(CO2)26还可用作防护气体喷射器17内的防护气体。
如示出的，气化器12接收给料或燃料28、蒸汽36和氧24(例如，来自空气分离单元18的氧)。气化器12使燃料28、蒸汽36和氧24在气化室或反应室31中反应，由此生成合成气30。此后，合成气30流动到气化器12的骤冷室32中，其中，合成气30使用冷却剂(例如，水34)冷却。水34吸收来自合成气30的热，以便于冷却合成气30，并且水34还可生成蒸汽用于在HRSG7中使用。例如，由HRSG7生成并且/或者供应至HRSG7的蒸汽36可在蒸汽涡轮发电机13中使用。水34的一部分可保持处于液相，其中，其收集来自合成气30的颗粒和杂质。水34和含碳颗粒的混合物作为黑水40离开骤冷室32。黑水40引导至黑水处理系统42，其中，颗粒和水被处理和分离。
在于骤冷室32中被冷却之后，合成气30离开气化器12并且流动至合成气处理系统46，其可包括酸性气体脱除(AGR)系统、碳捕集系统和各种处理单元。合成气处理系统46从合成气30除去杂质，诸如硫化氢(H2S)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、二氧化碳(CO2)等。如示出的，处理的合成气48离开合成气处理系统46，并且流动至一个或更多个下游合成气应用或系统49，诸如燃气涡轮发电机1(例如，第一发电系统)、化学制品生产系统50和/或其它基于合成气的系统51(例如，反应器、燃烧器、锅炉、炉等)。如以上提到的，合成气处理系统46可包括酸性气体脱除(AGR)系统和碳捕集系统，该碳捕集系统可包括碳捕集和封存(C&S)系统。因此，二氧化碳26可从合成气30除去，并且二氧化碳26可供应至一个或更多个基于CO2的系统或应用52(例如，防护气体系统11)。例如，防护气体供应源14可接收来自合成气处理系统46或工厂内的另一个源的二氧化碳26，由此通过使用工厂内可用的资源(例如，CO226)保护气化器12而提高工厂效率。如将在图2中进一步讨论的，防护气体16可通过保护骤冷环(和/或气化器12的其它构件)免受热应力和腐蚀而改进气化器12的可操作性。
图2示出了联接于防护气体系统11的气化器12的实施例。气化器12可大体分成反应室31、骤冷室32以及配置在其间的过渡区段60。过渡区段60可包括通向喉部部分61(例如，最小直径)的会聚部分59(例如，减小直径)。在反应室31内，燃料28、蒸汽36和氧24反应以形成合成气30。此后，如由箭头62示出的，合成气30流经过渡区段60并且进入骤冷室32。在某些实施例中，反应室31和过渡区段60可包括耐火材料63(诸如耐火砖(例如，陶瓷、砖)的耐火衬里)，其大体抵抗合成气30的高温。过渡区段60的底板64(例如，底层区段)大体分隔过渡区段60和骤冷室32。在骤冷室32内，水34冷却合成气30，并且水34还可蒸发以产生蒸汽36。如示出的，水34使用骤冷环66输送。骤冷环66配置在气化器12的骤冷室32内。在某些实施例中，骤冷环66可在形状上为环形的，并且与气化器12大体同心。骤冷环66沿汲取管(dip tube)68(例如，邻近骤冷环66并在骤冷环66下方延伸的环形管)输送水34。水34(例如，黑水40)收集在配置在气化器12的底部处的骤冷室贮槽70内。
如示出的，防护气体系统11包括防护气体供应源14和防护气体喷射器17。防护气体供应源14接收来自空气分离单元18的氮22、来自合成气处理系统46的二氧化碳26，或来自另一个源的另一种惰性气体72(例如，氩、氦、氮等)。例如，惰性气体72可为来自高压储存罐的氮。如示出的，氮22、二氧化碳26和惰性气体72经由流体导管74流动至防护气体喷射器17。控制阀76配置在流体导管74内，使得能够邻近过渡区段60(例如，底板64和/或骤冷环66)选择性地控制防护气体16流动到气化器12中。例如，来自空气分离单元18的氮22大体在高压下，并且可在没有压缩机的情况下用作防护气体16。然而，二氧化碳26至少部分地由于其较高分子量而可在保护骤冷环66和底板64方面为特别有效的。遗憾的是，二氧化碳26可在气化器12的操作期间(例如，启动期间)的某些时间为不可用的。因此，氮22可用作防护气体，直到二氧化碳26变成可用的。换言之，取决于在保护气化器12构件(例如，底板64和骤冷环66)方面的可用性和有效性，防护气体系统11可选择性地使用一种或更多种防护气体，诸如氮22、二氧化碳26和其它惰性气体72。
防护气体系统11还包括控制器78，其通信性地联接于阀76。控制器78可选择性地开启或闭合阀76，以使得能够使用单种防护气体或防护气体16的混合物。在某些实施例中，氮22、二氧化碳26和惰性气体72的混合物可提供较大体积或压力的防护气体16，由此增加骤冷环66和底板64对热应力和腐蚀的抵抗。此外，在某些实施例中，在启动操作模式中，控制器78可选择性地使来自ASU18和/或储存罐的氮22、来自储存罐的二氧化碳26和/或来自储存罐或工厂中的其它可用的源的其它惰性气体72能够流动。换言之，当气化器12启动时，气体处理系统46可不接收任何合成气，并且因此可不产生用于由防护气体系统11使用的任何二氧化碳26。一旦气化器12(和整体地，气化系统10)达到稳态状态，则控制器78可过渡至另一个防护气体16源，诸如由气体处理系统46产生的二氧化碳26。
防护气体系统11还可包括传感器79，其向控制器78提供反馈，以使得能够对防护气体16进入气化器12的流动进行反馈控制。例如，传感器79可包括温度传感器、压力传感器、气体成分传感器、流率传感器或它们的任何组合。温度传感器79可监测耐火材料63的温度来作为合成气温度的指示。流率传感器79可监测供应至气化器12的氧24、燃料28和/或蒸汽36的流率，由此提供在气化器12中生成的合成气30的产量的间接测量。由这些传感器79提供的反馈可使控制器78能够更智能地增大或减小防护气体16的流率和/或压力，以保护气化器12构件(例如，底板64和骤冷环66)免受热应力和/或化学侵蚀。例如，如果传感器79指示合成气30的温度或腐蚀成分百分比升高，则控制器78可增大防护气体16的流率，而如果传感器79指示合成气30的温度或腐蚀成分百分比下降，则控制器78可减小防护气体16的流率。在其它实施例中，控制器78可基于氧24和/或燃料28的流率或燃料/氧比率来调整防护气体16的流率。在其它实施例中，控制器78可在气化器12的启动期间提供防护气体16的第一流率和/或成分(例如，氮)，而控制器78可在气化器12和气体处理系统46的稳态期间提供防护气体16的第二流率和/或成分(例如，二氧化碳)。
图3为具有防护气体系统11的气化器12的局部示意图。如示出的，气化器12具有外壳71，并且过渡区段60的底板64联接于外壳71。因此，外壳71向过渡区段60提供支承。在某些实施例中，骤冷环66和防护气体喷射器17可以以接头联接在一起以形成可为改型套件的气体防护骤冷环单元75。例如，接头可包括焊接接头、托架、诸如螺栓的紧固件，或骤冷环66与气体喷射器17之间的任何其它适合的联接件。在某些实施例中，骤冷环66和气体喷射器17可集成地形成为一件式单元，而其它实施例可为具有可分离的构件(例如，环66和喷射器17)的多件式组件。单元或改装套件75可使防护气体喷射器17能够更容易地改型到现有气化器12中。骤冷环66和防护气体喷射器17的组合可以以接头77联接(例如，焊接或紧固)于外壳71或过渡区段60的底板64。此外，接头77可包括焊接接头、托架、诸如螺栓的紧固件，或单元75(例如，骤冷环66和/或气体喷射器17)与壳71和/或底板64之间的任何其它适合的联接件。
如示出的，合成气30从反应室31流经会聚部分59(例如，锥形耐火区段)和过渡区段60的喉部部分61，并且进入骤冷室32。如早先提到的，过渡区段60可包括耐火材料63，其可大体耐受合成气30的高温。耐火材料63可给外壳71和过渡区段60两者的内部作衬里以提供耐热性。此外，防护气体喷射器17可向底板64和骤冷环66提供附加的耐热性。附加的耐热性可被防护气体喷射器17的几何形状影响。如示出的，防护气体喷射器17包括中空的环形封壳80。中空环形封壳80具有用以接收防护气体16的入口82和用以将防护气体16喷射到气化器12中的出口84。气化器12内的防护气体喷射器17的位置还可影响由防护气体16提供的附加的耐热性。如示出的，防护气体喷射器17可绕着气化器12(例如，过渡区段60和/或骤冷环66)的中心轴线86沿周向延伸。这种布置可提供绕着底板64和骤冷环66的近似对称的防护气体16流，由此改进气化器12的可操作性。虽然图2和图3的防护气体系统11具有配置在过渡区段60的底板64附近(例如，之间)的防护气体喷射器17，但是一个或更多个喷射器17可在各种位置配置在气化器12中，以保护过渡区段60、骤冷环66和其它气化器12构件。
图4为骤冷环66和防护气体喷射器17的局部示意侧视图，示出了水34和防护气体16的近似流动路径。如示出的，水34通过开口88离开骤冷环66，并且如由箭头90示出地沿汲取管68向下流动。防护气体16的流动路径为更复杂的。防护气体16经由通向入口82的入口气体导管92进入防护气体喷射器17。在防护气体喷射器17内，防护气体16进入第一室94并且遇到流动调节隔层96。流动调节隔层96使第一室94与防护气体喷射器17的第二室98分离。流动调节隔层96构造成通过减小绕着轴线86沿周向87的压力、流率和分配的变化而调节流动。换言之，流动调节隔层96构造成提供绕着轴线86沿周向87的更一致的流动分配和/或压力。在示出的实施例中，流动调节隔层96包括用以计量、分配和扩散防护气体16的孔100。如将关于图7和图8进一步讨论的，孔100的形状(例如，圆形、矩形、C形、X形、V形等)可设计用于横跨流动调节隔层96的期望的流量、扩散和压降。如由箭头102示出的，防护气体16从第一室94通过孔100流动至第二室98，并且接着通过出口84离开防护气体喷射器17。
在离开防护气体喷射器17之后，防护气体16进入底板64与骤冷环66之间的区域104(例如，环形空间)。如示出的，防护气体16的一部分(例如，防护气体膜或表层)可如由箭头108示出地沿底板64的暴露表面106流动。沿底板64流动的防护气体16将合成气30从区域104推开并从暴露表面106推开，由此减少与底板64接触的合成气。归因于防护气体16的膜或表层的与底板64接触的合成气30的减少便于沿底板64的热控制(例如，冷却)和耐腐蚀性。例如，防护气体16的膜或表层减小底板64上的合成气冷凝或腐蚀的可能性，并且该抵抗在具有腐蚀性给料(例如，高钒给料)的应用中是特别合乎需要的。另外，防护气体16的部分可在区域104内再循环，从而向底板64和骤冷环66提供另外的耐热性和耐腐蚀性。
防护气体16的第二部分(例如，防护气体膜或表层)可如由箭头112示出地沿骤冷环66的暴露表面110流动。围绕骤冷环66流动的防护气体16(例如，膜或表层)提供针对热应力和化学侵蚀(例如，腐蚀)的抵抗。例如，防护气体16的膜或表层形成沿暴露表面110的局部冷却效果，同时还减小化学侵蚀(例如，腐蚀)的可能性。局部冷却减小沿骤冷环66的厚度的热梯度。防护气体16的第三部分可在表面106和110的中间流动，例如，沿箭头108与箭头112之间的箭头114。防护气体16沿箭头114的主动流动可减小区域104内的合成气再循环的效果，由此减小由底板64和骤冷环66经历的冷凝、腐蚀和热应力的可能性和大小。换言之，区域104中的防护气体16的主动流动减小低速地带或停滞地带的可能性，其将另外呈现易于高温腐蚀性合成气30的进入的再循环地带。此外，防护气体16大体在底板64与骤冷环66之间并沿底板64和骤冷环66流动，由此提供热保护(例如，对流冷却的表层或膜)和腐蚀保护(例如，惰性气体的表层或膜)。
图5为防护气体喷射器17的局部示意俯视图，示出了防护气体16的流动。如示出的，防护气体16通过四个入口气体导管92进入防护气体喷射器17。入口气体导管92绕着防护气体喷射器17的外圆周116相等地间隔。在某些实施例中，入口气体导管92的数量和布置可变化。例如，防护气体喷射器17可包括1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个入口气体导管92。另外，入口气体导管92可如示出地在直径上相对，或者布置有绕着外圆周116的不同式样。入口气体导管92的数量和布置可设计用于最佳的气体分配，并且可为特定实施。
防护气体16进入第一室94，并且流动至防护气体喷射器17的第二室98。如示出的，第一室94和第二室98(例如，环形室)与防护气体喷射器17的中心轴线118同轴(或同心)。这种布置可实现在第一室94与第二室96之间的对称流动，由此改进防护气体喷射器17的效率。在流动至第二室98之后，防护气体16通过出口84离开防护气体喷射器17。如示出的，出口84可为配置在防护气体喷射器17的内径122上的环形槽口120。环形槽口120绕着中心轴线118沿周向延伸。在某些实施例中，环形槽口120为单个环形槽口120，其大致或完全地(例如，近似360度)绕着中心轴线118延伸。单个槽口120可改进防护气体16的分配，并且因此改进气化器12的可操作性。在某些实施例中，出口84的数量和布置可变化。例如，防护气体喷射器17可包括绕着内径122沿周向119(例如，相等地间隔)的1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、50个、100个或更多个出口84。另外，出口84可设计成优先沿过渡区段60的底板64或沿骤冷环66的暴露表面110引导空气。
图6为骤冷环64和防护气体喷射器17的局部透视图，示出了流动调节隔层96的孔100。如示出的，流动调节隔层96包括多个孔100。在某些实施例中，孔100的数量可变化。例如，流动调节隔层96可包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、50个、100个或更多个孔100。实际上，流动调节隔层96的实施例可包括与环形槽口120相似的单个环形槽口。如图7和图8所示，孔100的形状还可变化。
图7示出了用以在第一室94与第二室98之间转移防护气体16的鳞斑(例如，U形或C形)孔100,124。鳞斑孔100,124可引起防护气体16的合乎需要的流动剖面。另外或可选地，如图8所示，流动调节隔层96可包括圆形孔或孔眼100,126。孔眼或孔100,126可使防护气体能够对称分配到第二室98中。孔100的数量和形状可为特定实施，并且可在实施例之间变化。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种系统，其包括：
气化器，其包括：
反应室，其构造成将给料转化成合成气体；
骤冷室，其构造成冷却所述合成气体；
所述合成气体在流动方向上的流动路径，所述流动路径穿过所述反应室和所述骤冷室；
骤冷室贮槽，其构造为收容冷却剂；
汲取管，其中所述汲取管围绕所述气化器的轴线周向延伸；
骤冷环，其构造成将所述冷却剂沿着所述汲取管的表面提供给所述骤冷室，所述骤冷环设置于所述汲取管上方，所述骤冷环围绕所述气化器的所述轴线周向地延伸；
在所述反应室与所述骤冷室之间的过渡区段；
防护气体系统，其构造成提供防护气体流以保护所述骤冷环或所述过渡区段中的至少一个，所述防护气体系统相对于所述合成气体的所述流动方向设置于所述反应室下游及所述汲取管上游处；其中，所述防护气体系统包括具有至少一个防护气体出口的防护气体喷射器，所述至少一个防护气体出口构造为将所述防护气体流的部分提供到所述合成气体的所述流动路径上，以保护所述骤冷环和所述过渡区段中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防护气体喷射器和所述骤冷环以接头联接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述防护气体喷射器构造成提供沿暴露于所述合成气体的所述骤冷环的表面的所述防护气体流。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述防护气体喷射器构造成提供沿暴露于所述合成气体的所述过渡区段的表面的所述防护气体流。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述过渡区段包括锥形耐火区段和底层区段，所述骤冷环配置在所述骤冷室中，并且所述防护气体喷射器配置在所述骤冷环与所述底层区段之间。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述防护气体喷射器绕着所述过渡区段或所述骤冷环的第一中心轴线沿周向延伸。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述防护气体喷射器包括具有至少一个防护气体入口和至少一个防护气体出口的中空环形封壳。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述至少一个防护气体出口包括绕着所述防护气体喷射器的第二中心轴线沿周向延伸的环形槽口。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中空环形封壳包括由流动调节隔层分隔的第一室和第二室。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一室和所述第二室为同轴环形室，并且所述流动调节隔层包括构造成将所述防护气体流从所述第一室分配至所述第二室的一个或更多个开口。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防护气体系统构造成提供沿所述骤冷环或所述过渡区段中的至少一个的所述防护气体流以抑制热应力或腐蚀。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防护气体系统构造成提供区域中的所述防护气体流以抑制所述合成气体在所述区域中的再循环。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防护气体系统构造成提供包括二氧化碳或惰性气体的所述防护气体流。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，包括构造成将空气分成氧和氮的空气分离单元，其中，所述空气分离单元构造成将所述氮的至少一部分提供给所述防护气体系统。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，包括构造成从所述合成气体捕集二氧化碳的碳捕集系统，并且所述碳捕集系统构造成将所述二氧化碳提供给所述防护气体系统。
16.一种系统，其包括：
防护气体系统，其包括防护气体喷射器，所述防护气体喷射器构造成提供防护气体流穿过至少一个防护气体出口进入到区域（104）中去，以保护骤冷室中的骤冷环或气化器的反应室与骤冷室之间的过渡区段中的至少一个；其中，所述区域为所述过渡区段的底板与所述骤冷环之间的环形空间。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，包括所述骤冷环、所述过渡区段或两者。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述防护气体喷射器包括绕着中心轴线沿周向延伸的中空封壳，所述中空封壳包括至少一个防护气体入口和至少一个防护气体出口，所述至少一个防护气体出口绕着所述中心轴线沿周向延伸，所述中空封壳包括由流动调节隔层分隔的第一室和第二室，并且所述流动调节隔层包括多个开口。
19.一种方法，其包括：
提供防护气体流穿过至少一个防护气体出口进入到区域中去以保护骤冷环或气化器的过渡区段中的至少一个，其中，所述骤冷环配置在所述气化器的骤冷室中，并且所述过渡区段配置在所述气化器的骤冷室与反应室之间；其中，所述区域（104）为所述过渡区段的底板与所述骤冷环之间的环形空间。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，提供所述防护气体流包括接收来自空气分离单元的氮流、来自碳捕集系统的二氧化碳流或它们的组合。
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