CN104981535A - 用于加热高温温克勒气化炉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在启动气化炉时使用用于加热的至少一个燃烧器的用于加热高温温克勒气化炉的方法，其中，具有回流管线的旋风分离器与所述气化炉头部相关联，该回流管线用于将旋风分离器中沉积的颗粒回流到流化床的下部区域里。该方法简化了高温温克勒气化炉(HTW)的加热并且基本上与气化炉的总尺寸无关。这是通过使用被安装在气化炉头部区域中且向下作用到气化炉内部的至少一个燃烧器来实现的，其中，气体流在反向方向上被产生通过所述旋风分离器的回流管线。

Description

用于加热高温温克勒气化炉的方法
本发明涉及一种在气化炉启动时用于加热高温温克勒气化炉的方法，所述气化炉使用用于加热目的的至少一个燃烧器，其中，所述气化炉的头部被分配有具有回流管道的旋风分离器，该回流管道用于回流在该旋风分离器里被分离出来的颗粒到该气化炉的下部区域里的流化床内，并且涉及相应配置的高温温克勒气化炉。
对于所述类型的气化炉的运行，该系统包括最初必须被加热的气化炉/旋风分离器/回流导管。在这种情况下，耐火砌体(masonry)被加热到对应于允许的温度梯度的运行温度，其中被引入到该砌体内的所储存的热量用于使流化床材料到点火工艺所需的温度。由实践中运行的工厂，这是已知的，例如对于被用于加热目的的、具有相同设计的三个气体燃烧器，每一个具有0.7兆瓦的功率，所述气体燃烧器被装配在气化炉的下部区域以用于加热目的。在此，这是必要的，即当气化炉处于关机状态时气体燃烧器被安装，并且在加热工艺完成之后且在气化炉实际启动之前被再次拆卸下来，其中所需的气化炉连接器必须在启动前被关闭。
该流程的具体缺点是气化炉一旦被充分加热，就不能立即被点燃，使得在该燃烧器的拆卸期间，这需要例如至少一小时，会产生相当大的热量损失。此外，在拆卸过程中所涉及的人员被暴露于相应水平的热量下，使得必须为该类人员提供防护装置。
因为追求在高产能下运行工厂，例如为了实现矿物煤160吨/小时的吞吐量，3.5到4米的气化炉直径，具有大约30米高度的气化炉是必要的。所述类型的气化炉将需要至少四个加热燃烧器，这些理论上需要的四个加热燃烧器将必须被安装在气化炉的锥体里，然而这样的要求在实践中能以得到满足。
EP 0 500 517 A1已经描述了设置运行用于生产粗铁的工厂的方法，其中，在所述方法中，情况类似，该工厂的部分被预热。
本发明的目的是提供一种方法，通过该方法，高温温克勒气化炉(HTW，high-temperature Winkler gasifier)的加热得以简化并且基本上独立于气化炉的结构尺寸。
采用在引言中提到的该类型的方法，根据本发明的所述目的得以实现，其使用被安装在气化炉的头部区域里并且向下作用到气化炉的内部的至少一个燃烧器，其中，气体流被产生以反向方向通过所述旋风分离器的回流管道。
采用这种方法进行实施，即通过使用在气化炉头部的燃烧器以及运行期间在气化炉里占主导地位的流体条件的扭转，气化炉的最佳加热通过相对简单的装置得以实现，其中，仅用于加热工艺的安装和拆卸燃烧器的要求被消除。
根据本发明的该方法实施的改进将由从属权利要求呈现。在此，其可以提供该燃烧器按化学计量或亚化学计量进行操作。
进一步的改进在于，在燃烧器的亚化学计量运行过程中，气化炉的下部区域所需的燃烧空气通过不同的喷嘴面被额外地喷射提供。
此方法实施利用了该事实，即各种喷嘴面在任何情况下被设置在气化炉里，其中，喷嘴面在气化炉的正常运行期间执行不同的功能，在这种情况下，其可以被用于引入所需的燃烧空气。
本发明进一步的改进包括翼片(flap)在温度调节方式下被运行在从气化炉到旋风分离器的进料管里，也就是说，特定地，在启动过程中，到旋风分离器的进料导管可以被关闭，以使有可能实现相应反向流动。
在进一步的改进中，关于该方法可以提供的是，在达到气化炉所需的启动温度时，被设置在气化炉头部里的一个或多个燃烧器被缩回到颗粒浓度相对较低的区域内。
其也可以提供燃烧器被设置有用于防止颗粒熔化相形成的冷却剂，或者借助于被直接引导通过燃烧器头部的冷却剂或者实施间接冷却。
为了实现在引言中所提到的目的，本发明还提供了一种具有旋风分离器或者离心分离器的高温温克勒气化炉，该分离器被分配到气化炉的头部并且具有从旋风分离器进入气化炉下部区域的固体回流导管，所述高温温克勒气化炉的特征在于，在该气化炉的头部，提供有作用到气化炉内部的至少一个燃烧器。
如上所述，在启动期间旋风分离器被功能性地从气化炉头部分离是有利的。为了这个目的，本发明提供了关断翼片或节流阀翼片被设置在气化炉头部与旋风分离器之间的连接导管里。
尚未公布的本申请人的申请DE 10 2012 004 590介绍了描述在气化炉头部与旋风分离器之间的连接管道中的气流的解决方案。
在此，在一改进中，在气化炉运行期间出于定位燃烧器到颗粒浓度相对较低的区域内的目的，其提供了燃烧器是可轴向移动的。在此，出于防止颗粒熔化相的形成的的目，冷却剂被引导通过燃烧器也可以是方便的。
本发明不局限于特定的燃料类型。启动过程所需的一个或多个燃烧器采用气体、液体或固体燃料是可运行的，仅举几个例子例如天然气，或油或与相应的碳质粉末材料。
本发明将通过示例并参考附图在后进行更详细的描述，其在单个图中显示了高温温克勒气化炉的示意性截面图。
在该单幅图中，由1总体标示的高温气化炉以截面且简化的方式被示出。由耐火砌件构成且2标示的气化炉身在下部圆锥形区域2a里具有形成流化床所需的装置。在头部区域2b，并定位了旋风分离器3，其在运行期间被设置得高于可以由封闭翼片4控制的进料导管5，其中被分离出的固体经由回流导管6被供给位于气化炉的区域2a里的下部流化床。
根据本发明，出于启动目的，高温温克勒气化炉在被标示为2b的头部里被配备有至少一个加热的燃烧器7，其中，通过未以任何更加详细的方式示出的相应装置并且按照双箭头8，所述燃烧器7可以被移动到气化炉室内并且在正常运行期间从所述气化炉室里缩回来到这种程度，即燃烧器喷嘴不暴露于污垢或添加剂。在启动期间，热的燃烧产物按照箭头9被引导通过反应器。在所需的启动温度达到之后，气体流基本上在相反方向上运行，这是当开始时并且高温翼片4打开时的情形。
为了使额外地影响流化床和气化炉里的反应成为可能，空气入口喷嘴被设置在锥形区域2a以及流化床的过渡区域里，所述喷嘴由10标示。
在头部区域中，箭头11表示燃料的供给，而箭头12指示空气的供给。
本发明的示例性实施例不言而喻地也可以在各种方面进行修改而不脱离其基本概念。例如，如上已经进一步指出的，提供多于一个的燃烧器是可能的，并且如何合适的话，燃烧器的移除或缩回也可以水平而非纵向地进行，等。
名称列表
1    高温温克勒气化炉
2    砌体
2a   下部锥形区域
2b   头部区域
3    旋风分离器
4    封闭翼片
5    进料导管
6    回流导管
7    头部加热燃烧器
8    双箭头
9    箭头
10   喷嘴
11   箭头
12   箭头。

Claims (10)

1.一种在气化炉启动过程中用于加热高温温克勒气化炉的方法，该气化炉具有用于加热目的的至少一个燃烧器，其中，所述气化炉头部被分配有具有回流导管的旋风分离器，所述回流导管将旋风分离器中分离出来的颗粒回流到所述气化炉的下部区域里的流化床内，其特征在于，使用了被安装在所述气化炉的头部区域里并且向下作用到气化炉内部的至少一个燃烧器，其中，气体流在反向方向上被产生通过所述旋风分离器的回流导管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧器按化学计量或者亚化学计量地运行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述燃烧器亚化学计量地运行过程中，所述气化炉的下部区域所需的燃烧空气通过不同的喷嘴面被额外地喷射提供。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，翼片以温度被调节的方式运行在从所述气化炉到旋风分离器的进料导管里。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，在达到所述气化炉所需的启动温度时，设置在所述气化炉头部中的一个或多个燃烧器被缩回到颗粒浓度相对较低的区域内。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述燃烧器被提供有用于防止颗粒熔化相形成的冷却剂。
7.一种具有旋风分离器(3)或离心分离器的高温温克勒气化炉(1)，所述分离器被分配到气化炉头部(2b)并且具有从所述旋风分离器(3)进入所述气化炉的下部区域(2a)内的固体回流导管(6)，其特征在于，在所述气化炉头部(2b)中，提供了作用到所述气化炉内部的至少一个燃烧器(7)。
8.根据权利要求7所述的高温温克勒气化炉，其特征在于，封闭翼片(4)或者节流阀翼片(4)被设置在所述气化炉头部(2b)与旋风分离器(3)之间的连接管(5)中。
9.根据权利要求7或8所述的高温温克勒气化炉，其特征在于，出于在所述气化炉运行期间将所述所述燃烧器(7)定位在颗粒浓度相对低的区域内的目的，所述燃烧器是可轴向移动的(8)。
10.根据权利要求7或随后的权利要求中的任意一项所述的高温温克勒气化炉，其特征在于，所述冷却剂可以被引导通过用于防止颗粒熔化相形成之目的的所述燃烧器(7)。
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