CN1063892A - 把细粒/粉状燃料送到气化反应器的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本设备通过其至少配有两个泄流容器的供料容 器给气化反应器的烧嘴提供燃料。两个泄流容器交 替地在无压下装满燃料，接着用合适的气体使其处于 压力下，然后把其中的燃料排空到供料容器中。本发 明还在泄流容器中装一根用来输入气体和排出气体 的管，该管分段地由多孔材料组成，并从泄流容器的 上端延伸到其出口附近。在此情况下，可将在当时排 空了的泄流容器降压时放出的气体一起用来给当时 加满了燃料的泄流容器增加压力负荷。

Description

本发明涉及由至少配有两个泄流容器的总的供料容器组成的、用来把细颗粒状至粉末状的燃料输送到增压了的气体反应器中的设备（在气化反应器中，用氧和/或空气以及必要时用水蒸汽将粉尘气流中的燃料进行气化;从总的供料容器给气化反应器的所有烧嘴提供燃料，并使该供料容器保持比气化反应器中的压力稍高的压差;将两个泄流容器交替地在无压下加满燃料，紧接着用合适的气体使之处于压力下，然后把其中的燃料排空到供料容器中。），本发明同时还涉及此设备的使用方法。

在提高了的压力下气化细颗粒状至粉尘状的燃料，例如气化煤粉、泥炭、氢化残留物（Hydrierrückscanden）和/或含碳量高的烟道尘时，有必要把要气化的燃料从处于常压下的贮料仓输送到处于气化压力下的气化反应器中。因为在这儿在正常情况下是用10到100巴之间的气化压力，最好是用25到45巴之间的气化压力工作的，这不是可简单解决的技术问题。对这问题的解决，过去提出过一些不同的建议。

从DE-OS  3810404中得知，在这种情况下已有一种气动输送细粒状至粉尘状的燃料进入处于提高了的压力下的气化器中的方法。这种方法是用开头就提到过的这种类型的设备进行工作的。通过所述的工作方法做到了以使燃料输入与燃料的取出相适应的方式连续将燃料输送入供料容器中，而且同时燃料输送可均匀地进行。因此在发表的文献中所述的方法，原则上是适用于这种待处理问题的解决办法。

然而，事实表明，已知设备的泄流容器里的燃料有时可能出现不允许的增稠，因为已知设备的泄流容器的压力负荷增加是以这种方式实现的：把气体主要从上面导入泄流容器中，而且进气管到容器外壳为止。因此妨碍了燃料从泄流容器中不受干扰地无摩擦地流出，此外，在已知设备的泄流容器降低压力时放出的气体中，只有一部份被利用来输送来自贮仓中的燃料，而其余的气体得不到利用，并因其含有燃料微粒，要在排放到大气中之前用一个旋风分离过滤器加以净化。而为了泄流容器的增压，此已知设备却总要使用新鲜气体，而且最好是CO₂，该CO₂可从气化产生的产品气体中分离。

因此，本发明的基本任务是，将开头就提到的这种类型的设备作如下改进：在泄流容器增加压力负荷时，避免燃料受到不允许的增稠，同时用本发明的设备可以更好地利用泄流容器降低压力时放出的气体，而且不需要在特殊的净化设备中，例如在旋风分离过滤器中净化这种气体。

用于完成此任务的、一开头就提到的这种类型的设备，按照本发明，其特征在于：在泄流容器上安装了一根用作气体输入和气体排出的管子，该管分段地由一种多孔的材料组成，并由泄流容器的上端延伸到排料口附近。

此外，在用作气体输入和气体排出的管子上，应使由多孔材料组成的各段尽可能均匀地分配在整个管子的长度上。由多孔材料组成的管段部份，由于费用原因，当然应保持尽可能小：该部份是由从泄流容器中排出的气体体积流决定的。在实践中人们可从以下数据出发，即：这部份管段为管子全长的25～75%，最好是40～60%。为了从多孔材料制造这些管段，最好使用孔隙度为3至10μm的烧结金属。各个管段的壁厚和/或孔隙度可以不一样，而且其数值可以这样选择，以致在气体排出时的全部阻力在整个管子长度上保持几乎相等。该全部阻力是由泄流容器中的床层阻力、多孔材料的阻力和管子内部的摩擦力组成的。为了尽可能易于安装和拆卸起见，整根管子是一段一段地组合而成的，其中由不透气材料制成的管段和由多孔材料制成的管段相互交替。

正常情况下将管子安装成与泄流容器的中心轴同心，泄流容器按已知方法在其下部至排出端逐渐缩小成锥形。如果设备按装时有需要，也可将此管子倾斜地装在泄流容器中，而且管子的下端在中心轴内，管子的上端在中心轴外。

本发明设备及其操作方法的其它详细情况应根据后面的示意图加以说明。此图以简化的图示表明本发明设备的最佳结构形式。在这种情况下，给总的供料容器1配上两个泄流容器2和3。从这个总供料容器给这里未表示出的气化反应器的所有烧嘴提供燃料。两个泄流容器是交替地装满和排空的。

按本发明在泄流容器2和3中各安装一根用来输入气体和排出气体的管4。在此，分别装在泄流容器2和3的中心轴位置的管4由许多管段组成，其中，由不透气材料制成的管段5和由多孔材料制成的管段6相互交替。多孔材料制成的管段6在图中用断面线标出。管4各从泄流容器2和3的上端延伸至锥形缩小的流出区内。对图中表示的结构来说，是把泄流容器2和3装在供料容器1的上方，因此泄流容器2和3可分别在重力影响下经过管道7和8将燃料排空到供料容器1中。但把泄流容器装在供料容器旁边，然后通过压差输送法把燃料从泄流容器送入供料容器，这当然也是可能的。在无压下，从上面分别经过管道9和10各将泄流容器2和3装满燃料。图中表示泄流容器2是空的，泄流容器3装满了燃料。

在常压下进行的加料过程结束后，必须使泄流容器3中的压力与供料容器1中的压力适应，按本发明在这里规定，用电子计算机程序这样控制压力负荷的增加：开始时压力上升很慢，以后较快。例如压力上升可按如下模式进行：

压力从1巴升至3巴时，上升速度为1巴/分钟

压力从3巴升至8巴时，上升速度为3巴/分钟

压力从8巴升至20巴时，上升速度为5巴/分钟

压力从20巴升至40巴时，上升速度为10巴/分钟

在装满燃料的泄流容器3中升高压力，在这里通常按如下进行：

第一阶段利用不久前在排空了的泄流容器2中存在的气体，因为这个泄流容器暂时还处在高压之下。为此目的，关闭阀11之后，通过关闭阀21和22，中断向泄流容器3供气。然后打开连接管道14上的阀13。因此在泄流容器2中的气体能通过此泄流容器的用多孔材料制成的管段6到达管4的内部。气体从那儿流经管道15、连接管14、以及管道16进入在泄流容器3中的管4，气体从管4经过由多孔材料制成的管段6流出。图中的箭头使人们清楚地看到这种实际情况。

只要泄流容器2和3之间的压差降低到约1巴，就立即将阀3关闭。然后用新鲜气体使泄流容器3继续升压，该新鲜气体经过管道17被输入和管道18。经过管道18，此气体不仅可经过管4导入，而且可在泄流容器3的出口处导入。带有阀21和22的控制系统19和20在这儿以这样的方法控制供气量：通过控制系统20只输入这样多的气体，以避免在泄流容器3的出口区出现有架桥危险的燃料增稠。

经过管道23把还留在泄流容器2中的剩余气体导入图中未表示出的缓冲容器中。然后，或者利用此剩余气体把燃料从未表示出的磨碎设备输送到泄流容器中，或者也利用它来给泄流容器预升压。

在使泄流容器3中的压力和供料容器1中的压力平衡之后，打开管道8上的阀12，把泄流容器3中的物料送进供料容器1中。在排空过程中当然必须通过相应的供气使泄流容器3中的压力保持在排空过程开始时的数值。泄流容器3的排空一结束，就关闭阀12，中断供气。紧接着将在这段时间里在无压状态下加满了燃料的泄流容器2进行升压和排空。这可用和上面对泄流容器3所述的同样方法进行。在镜面对称的安排中，泄流容器2表明有和泄流容器3一样的供气系统，而且互相一致的有关符号对两个泄流容器来说有同样意义。

燃料从供料容器1经过管道24到达分配器25中，管道26至29从分配器25岔开通向图中未表示出的气化反应器的各个烧嘴。对于供料容器1的结构形式的详细情况，以及供料容器和气化反应器之间需要的压差调节，这里不必详细研究，因为这不是本发明的内容。

为了提高在泄流容器2或3中的底部燃料床层的排空效果，可以在泄流容器上装一个振动器30。借此可把燃料床层的床层密度提高30%，因此泄流容器在尺寸不变的情况下就能相应地装更多的燃料粉末。这当然就提高了设备的经济效果。使用此振动器30的前提当然是按本发明用以上所述方式通过管4输送气体。否则，通过振动将会使燃料床层达到不能允许的增稠程度，即影响到燃料从泄流容器中顺利流出。

用本发明的设备不仅能一般地避免泄流容器中的燃料床层出现不允许的增稠，而且如果用以上所述的方式执行本设备的操作方法，同时还可将在加满料的泄流容器中升压所需的气体和使能量降低到约40%。此外，因为用此方法时可再使用在排空了的泄流容器降低压力时放出的气体，所以普通的供气设备以及对不可再利用的气体的净化工作可比迄今少得多。

Claims (12)

1、由至少配有两个泄流容器的总供料容器组成的、用来把细颗粒或至粉末状的燃料输送到处于提高压力下的气化反应器中的设备，在气化反应器中用氧和/或空气以及必要时用水蒸汽将粉尘气流中的燃料进行气化；从总供料容器给气化反应器的所有烧嘴提供燃料，并使该供料容器保持比气化反应器中的压力稍高的压差；将两个泄流容器交替地在无压下加满燃料，紧接着用合适的气体使之处于压力下，然后把其中的燃料排空到供料容器中)，其特征在于：在泄流容器(2和3)中装有一根用来输入气体和排出气体的管4，该管4分段地由多孔材料(6)制成，并从泄流容器(2和3)上端延伸至出口附近。

2、按权利要求1所述的设备，其特征在于：在管4上由多孔材料（6）制成的管段均匀地分配在整个长度上。

3、按照权利要求1和2所述的设备，其特征在于：使用孔隙度为3至10μm的烧结金属制造多孔材料的管段（6）。

4、按权利要求1至3所述的设备，其特征在于：管4的各段壁厚和/或孔隙度可以不一样。

5、按权利要求1至4所述的设备，其特征在于：由多孔材料（6）制成的管段部份，为管4总长度的25～75%。

6、按权利要求1至5所述的设备，其特征在于：管（4）是由多段组成的，其中由不透气材料（5）制成的管段和由多孔材料制成的管段总是互相交替。

7、按权利要求1至6所述的设备，其特征在于：在泄流容器（2和3）中的管（4）是通过可关闭的联接管道（14）彼此连接的。

8、按权利要求1至7所述的设备，其特征在于：在泄流容器（2和3）上装有一个振动器（30）。

9、按权利要求1至8所述的设备，其特征在于氢管（4）安装成与一个泄流容器（2和3）的中心轴同心。

10、按权利要求1至8所述的设备，其特征在于：管（4）是倾斜地安装在泄流容器（2和3）中的，而且管的下端在泄流容器的中心轴内，管的上端在泄流容器的中心轴外。

11、按权利要求1至10所述的设备的操作方法，其特征在于对当时装满了燃料的泄流容器的加压以这样的方法进行：开始时压力升高很慢，以后较快。

12、按权利要求11所述的方法，其特征在于：把在当时排空了的泄流容器的压力降低时，放出的气体用来给当时加满了燃料的泄流容器增加压力负荷。

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