CN85108252A - 生产合成气的反应器与方法 - Google Patents

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Abstract

用于合成气生产的反应器，该反应器具有产生并维持至少沿反应腔器壁部分内表面的水层的器械。

Description

本发明涉及合成气生产的反应器及其方法，生产是由含碳燃料部分燃烧来完成的。
此类反应器和方法是人们所熟知的，它们所使用的典型含碳燃料是硬煤、褐煤、泥煤、原油以及其、产品，在氧及含氧气体（如空气）的存在下，发生部分燃烧反应。以这种方法生产的合成气含有大量的一氧化碳、氢气，但可能含有较少的二氧化碳、甲烷和水蒸汽。
上述燃料所含有的所有类型无机物质在燃烧后都以灰分颗粒的形式剩存下来，某些灰分颗粒将会被在反应中生成的合成气带走。由于反应器中合成气的温度非常高，细微粒子将会全部或部分液化，而且很粘稠，这种粘稠液态或半液态的灰分颗粒趋向于沉积在反应器的部件上，特别是沉积在反应腔器壁的内表面上，这最终将会导致反应器的阻塞。
本发明的目的就是提供一种上述类型的反应器来解决这一问题，本发明反应器的特点是采取一定的器械产生并维持一层至少沿着反应腔器壁的部分内表面的水层。
本发明的优选反应器的特点是在反应腔的上部采用一种水分布装置。
该水分布装置可制成一种溢流器的形式，将其装在靠近反应腔器壁的内表面操作的位置。
将该水分布器制成用作喷淋装置也是可能的。
以下将对本发明的反应器结合附图加以说明，其中：
图1    是反应器的纵向剖面略图，此反应器带有一个溢流器形成的水分布装置。
图2    是沿图1表示的平面Ⅱ-Ⅱ的剖面图。
图3    是反应器一部分的纵向剖面略图，其中装有一个喷淋器分布装置，该喷淋器由一个带缝隙的环形管构成。
图4    是反应器一部分的纵向剖面略图，其中装有一个水分布装置，该装置是由一个环形管构成的喷淋器，管壁由多孔材料制成的。
在图1，图2中，数码1表示反应腔，它的二周为边壁2，顶壁3，底板4。反应器顶部有一出口以便将生成的合成气从反应器腔1中引出;反应器底部也有一个出口6，用来清除反应腔中的水和灰碴。
反应器带有4个燃烧器7，每一个燃烧器带有供料管8和9，分别来供应燃料和氧气或含氧气体。在反应器的上部装有一个水分布装置。在这里该装置是一个装在壁2内的槽10，其立壁11的上边缘有溢流器的作用，槽10带有一个进水管12，水通过它进入槽10。
图1，2中的箭头a，b和c表示通过水分布装置10，11，13进入反应器的水流。
在图3，4中，以同样的数码表示同一部分。
在图3中水分布装置为一喷淋装置，其形式是一个位于壁2内的环形壁15，环形管15有一水通道，在这里是缝隙16，但如果需要在管15上可以以一系列小孔（图中未表示）来代替缝隙6。环形管15带有一个供水管17，水通过它进入环形管15。
图3    中的箭头d，e表示通过环形管15进入反应器的水流。
图4    中，水分布装置是一个喷淋器，其形式为位于壁2内环形管20。它有一个水通道，在这里该通道由环形管壁的一部分形成并由多孔材料构成，这部分管壁由21表示。环形管20带有供应管22，水通过该供应管进入环形管20。
图4    中的箭头f，g表示通过环形管20进入反应器的水流。
现将本发明反应器的操作结合附图说明如下。
含碳燃料，例如煤粉，通过进料管8进入燃烧器7，同时氧气或另一种含氧气体由进气管9进入燃烧室7，如需要，也可将蒸汽送入燃烧器。借助于燃烧器7，期望的部分燃烧反应就会在反应腔1中发生。产生的合成气通过出口5引出反应腔1。
水通过管12进入槽10，并溢过立壁的上边缘13流入反应腔1。以箭头a表示水通过立壁的上边缘13溢流入反应腔1，然后水沿着器壁2的内表面14以箭头b表示的方式流动，最后水沿着底壁4的内表面18按箭头c表示的方向流向出口6。这样一来，水就分别在反应腔1的器壁2、4的内表面14和18上形成水层或水膜，该水层俘获液态或半液态的灰分颗粒，使这些颗粒固化并失去粘性。这些固态灰分颗粒然后由水输送至出口6，并由此清除出反应膛。这防止了粘稠的灰分颗粒沉积在器壁2、4的内表面上，由此而保护了器壁并防止了反应膛的阻塞。水也保证了器壁2、4的有效冷却。由于反应腔1内的高温，部分进入反应腔1的水将转化为蒸汽。该蒸汽至少是部分地参与了反应腔1中的反应。如热的生成量增加，加入的水将产生更多的水蒸汽，这些额外的蒸汽将起调节剂的作用，而使反应腔中的温度趋向于某些降低。
由出口6排出的水在去除灰分颗粒后可循环使用。在图1、2表示的具体形式中，反应器壁2和垂直面有一角度（如3°），其优点是保证了水层不与器壁12的内表面14分离。
如果使用图3表示的水分布装置，则水通过管17进入环形管15，水然后象箭头d表示的那样通过缝隙16流到器壁12的内表面14，随之，水象箭头e表示的那样沿反应腔1的器壁12的内表面14向下流动，其方式如参照图1，2说明的那样。
使用如使用图4所示的水分布装置，则水由管22进入环形管20，然后水象箭头f表示的那样通过多孔壁21流到器壁2的内表面14。随之水象箭头g表示的那样沿反应腔1的器壁2的内表面14向下流动，其方式和参照图1、2说明的那样。
这里仅以实例的方式描述了一部分水分布器的可能的具体形式，但水分布装置的其他具体形式也是可能有的，其中心问题是该装置应能形成，并维持至少沿反应腔器壁的部分内表面延伸的水层。
上述反应器在其顶部带有一个出口，以便从反应腔中导出生成的合成气。但我们也知道有的反应器的合成气出口在底部，对于后一种反应器，采用本发明的器械来产生并维持至少沿反应腔器壁的部分内表面的水层，也是很有利的。
水层并不是非要沿反应腔器壁的数个内表面延伸不可。它可以，例如，仅沿燃烧器以下的器壁内表面延伸，在这种情况下，产生和维持水层的装置也就要装在燃烧器以下。

Claims (9)

1、一种用于以含碳燃料部分燃烧的方法生产合成气的反应器，其特征是其中设有产生并维持至少沿反应腔器壁部分内表面的水层的器械。
2、按权利要求1规定的反应器，其特征是所述器械包括位于反应腔上部的水分布装置。
3、按权利要求2规定的反应器，其特征是其中的水分布装置是溢流器，它被装在靠近反应腔器壁内表面的位置。
4、按权利要求2规定的反应器，其特征是其中的水分布装置是喷淋器。
5、按权利要求4规定的反应器，其特征是其中的水分布装置是靠近反应腔器壁内表面的环形管，该环形管有水通道。
6、按权利要求5规定的反应器，其特征是所述水通道由环形管上的缝隙或一系列小孔构成。
7、按权利要求5规定的反应器，其特征是其中的水通道由至少部分环形管壁构成，该部分管壁由多孔材料构成。
8、按权利要求1-7中任何一个所规定的反应器，其特征是反应腔壁面与垂直面有一角度，例如3°。
9、含碳燃料部分燃烧而生产合成气的方法，其特征是其中所用的反应器是权利要求1-7中的一项或多项所规定的反应器。
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