KR20110053986A - Method and system for an integrated gasifier and syngas cooler - Google Patents

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Abstract

통합 가스화기(106) 및 합성가스 냉각기(110)를 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 이 시스템은 반응 챔버(116)를 구비하는 가스화기, 상기 가스화기와 일체로 형성되고 적어도 하나의 열교환기 요소(126)를 구비하는 합성가스 냉각기(110), 및 상기 반응 챔버 및 합성가스 냉각기와 일체로 형성되고 그 사이에서 연장되는 전이 부분(112)을 포함하며, 상기 전이 부분은 반응 챔버와 합성가스 냉각기 사이에서 연장되는 스로트(114)를 추가로 포함하고, 상기 전이 부분은 스로트를 둘러싸는 열교환기(126)를 추가로 포함한다. Methods and systems are provided for the integrated gasifier 106 and the syngas cooler 110. The system comprises a gasifier with a reaction chamber 116, a syngas cooler 110 integrally formed with the gasifier and having at least one heat exchanger element 126, and an integral with the reaction chamber and syngas cooler. A transition portion 112 formed between and extending therebetween, the transition portion further comprising a throat 114 extending between the reaction chamber and the syngas cooler, the transition portion surrounding the throat. Further includes a heat exchanger 126.

Description

통합 가스화기와 합성가스 냉각기용 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR AN INTEGRATED GASIFIER AND SYNGAS COOLER}METHOD AND SYSTEM FOR AN INTEGRATED GASIFIER AND SYNGAS COOLER}

본 발명은 부분 산화 가스화기(gasifier) 및 가스 냉각기에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 통합 가스화기 및 가스 냉각기 조합의 내부 구성요소의 마모 감소에 관한 것이다. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to partial oxidizer gasifiers and gas coolers, and more particularly to reducing wear of internal components of integrated gasifier and gas cooler combinations.

적어도 일부의 공지된 가스화 용기는 마모 정도가 증가하기 쉬운 영역을 갖는데, 이러한 마모 정도의 증가는 이들 영역을 통과하는 생 배출(raw effluent) 가스의 유동 특징 및 이들 영역이 노출되는 온도, 압력 및 화학물질의 악조건으로 인한 것이다. 가스화기 바닥 전이부(bottom transition), 가스화기 스로트(throat), 및 합성가스 냉각기 스로트가 내화 라이닝을 위한 고 마모 구역의 비제한적인 예이며, 그 이유는 좁은 유동 경로에 의해 라이닝 벽을 따르는 용융 슬래그의 질량 유속이 증가하기 때문이다. 내화물에 영향을 미치는 악조건의 효과를 완화시키려는 일부 시도가 있었지만, 이러한 시도는 다른 문제를 야기하는 경향이 있다. 예를 들어, 영향받는 영역을 능동적으로 냉각시키기 위한 하나의 공지된 시도는 결과적으로, 능동적으로 냉각되는 섹션과 수동적으로 냉각되는 섹션 사이에서 스로트 라이닝에 수직 팽창 갭을 초래하였다. 갭은 수직 튜브 케이지 뒤의 환형 공간 내에 합성가스의 잠재 누설 경로를 제공한다. 다른 시도는 가스가 정체 환형 구역 내로 이탈하는 것을 방지하기 위해 스로트 내화물 뒤에 플랜지형 바닥을 갖는 수직 스틸 원통형 가스 배리어를 사용하였다. 그러나, 스틸 실린더는 냉각되지 않으며, 따라서 금속의 과열 또는 내화물 수명 단축을 초래한다. 또한, 공지된 가스화 용기에서, 스로트내 유동 경로의 내경은 가스화기와 합성가스 냉각기 양자의 플랜지의 내경에 의해 억제된다. 유동 경로 직경은 스틸 용기를 상당히 변경시키지 않고서는 변경될 수 없다. At least some known gasification vessels have areas where the degree of wear is likely to increase, which increases the wear characteristics of the raw effluent gases passing through these areas and the temperature, pressure and chemicals to which they are exposed. It is due to the bad condition of matter. Gasifier bottom transitions, gasifier throats, and syngas cooler throats are non-limiting examples of high wear zones for refractory linings, because the lining walls are restricted by narrow flow paths. This is because the mass flow rate of the molten slag that follows increases. Some attempts have been made to mitigate the effects of adverse conditions affecting refractory, but such attempts tend to cause other problems. For example, one known attempt to actively cool the affected area has resulted in a vertical expansion gap in the throat lining between the actively cooled and passively cooled sections. The gap provides a potential leakage path for syngas in the annular space behind the vertical tube cage. Another attempt used a vertical steel cylindrical gas barrier with a flanged bottom behind throat refractory to prevent gas escaping into the stagnant annular zone. However, the steel cylinder is not cooled, resulting in overheating of the metal or shortening of the refractory life. In addition, in known gasification vessels, the inner diameter of the flow path in the throat is suppressed by the inner diameter of the flange of both the gasifier and the syngas cooler. The flow path diameter cannot be changed without significantly changing the steel vessel.

본 발명의 목적은, 내부 구성요소의 마모를 감소시키기 위해 가스화기와 합성가스 냉각기를 일체로 형성하여 만들어진 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기와, 그 시스템 및 그 조립 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an integrated gasifier and syngas cooler made by integrally forming a gasifier and a syngas cooler to reduce wear of internal components, a system thereof and a method of assembly thereof.

일 실시예에서, 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기는 반응 챔버를 구비하는 가스화기, 상기 가스화기와 일체로 형성되고 적어도 하나의 열교환기 요소를 구비하는 합성가스 냉각기, 및 상기 반응 챔버 및 상기 합성가스 냉각기와 일체로 형성되고 그 사이에서 연장되는 전이 부분을 포함하며, 상기 전이 부분은 상기 반응 챔버와 상기 합성가스 냉각기 사이에서 연장되는 스로트를 추가로 포함하고, 상기 전이 부분은 상기 스로트를 둘러싸는 열교환기를 추가로 포함한다. In one embodiment, an integrated gasifier and syngas cooler comprise a gasifier comprising a reaction chamber, a syngas cooler integrally formed with the gasifier and having at least one heat exchanger element, and the reaction chamber and the syngas cooler And a transition portion integrally formed with and extending therebetween, the transition portion further comprising a throat extending between the reaction chamber and the syngas cooler, the transition portion surrounding the throat. Further comprising a heat exchanger.

다른 실시예에서, 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템은, 가스화기 반응 챔버를 둘러싸는 제 1 압력 용기 부분을 포함하며, 상기 제 1 부분은 용기 헤드로부터 하단부로 연장된다. 상기 시스템은 상기 가스화기 반응 챔버로부터의 고온 생 배출 가스 스트림을 냉각시키도록 구성된 가스 냉각기를 둘러싸는 제 2 압력 용기 부분을 추가로 포함한다. 상기 제 2 부분은 상단부로부터 고체 제거 단부를 향해 수직 하향 연장된다. 상기 시스템은 상기 하단부와 상단부 사이에서 연장되는 전이 부분을 추가로 포함하며, 상기 제 1 부분, 제 2 부분 및 전이 부분의 각각은 각 부분의 중심 종축을 따라서 실질적인 수직 동축 정렬 상태에 있다. 상기 시스템은, 각각의 부분과 동축적으로 정렬되고 상기 가스화기 반응 챔버로부터 가스 냉각기로의 고온 생 배출 가스 스트림의 자유로운 통과를 위해 각각의 부분 사이에서 연장되는 스로트를 포함하며, 상기 스로트는 반경방향 내표면 주위에서 내화 재료로 라이닝된다. 상기 시스템은 스로트의 길이의 적어도 일부를 따라서 스로트를 둘러싸는 동심 동축 수직 튜브 케이지, 및 상기 제 1 부분과 상기 튜브 케이지 중 적어도 하나에 결합되는 다수의 환형 고정 링을 추가로 포함하며, 상기 고정 링은 반경방향 내측으로 연장되고, 스로트 내화 재료를 지지하도록 구성된다. In another embodiment, the integrated gasifier and syngas cooler system includes a first pressure vessel portion surrounding the gasifier reaction chamber, the first portion extending from the vessel head to the bottom portion. The system further includes a second pressure vessel portion surrounding the gas cooler configured to cool the hot live exhaust gas stream from the gasifier reaction chamber. The second portion extends vertically downward from the top towards the solid removal end. The system further includes a transition portion extending between the bottom portion and the top portion, wherein each of the first portion, second portion and transition portion is in a substantially vertical coaxial alignment along the central longitudinal axis of each portion. The system includes a throat coaxially aligned with each portion and extending between each portion for free passage of the hot live exhaust gas stream from the gasifier reaction chamber to a gas cooler, the throat being radius It is lined with refractory material around the directional inner surface. The system further comprises a concentric coaxial vertical tube cage surrounding the throat along at least a portion of the length of the throat, and a plurality of annular retaining rings coupled to at least one of the first portion and the tube cage, The securing ring extends radially inward and is configured to support the throat refractory material.

또 다른 실시예에서, 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기의 조립 방법은 가스화 용기와 일체로 형성되는 합성가스 냉각기 용기를 제공하는 단계로서, 상기 가스화 용기는 반응 챔버를 구비하고 상기 합성가스 냉각기 용기는 열교환기를 구비하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 내화 재료가 라이닝된 스로트를 사용하여 반응 챔버와 합성가스 냉각기 용기를 유동 연통 관계로 결합시키는 단계로서, 상기 내화 재료는 하나 이상의 환형 고정 링을 사용하여 스로트 내에 지지되는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 스로트를 둘러싸는 냉각 튜브 케이지를 작동 중에 내화 재료가 냉각 튜브 케이지를 사용하여 냉각되도록 배치하는 단계를 추가로 포함한다. In another embodiment, a method of assembling an integrated gasifier and syngas cooler provides a syngas cooler vessel that is integrally formed with a gasification vessel, wherein the gasification vessel includes a reaction chamber and the syngas cooler vessel is a heat exchanger. And providing a group. The method further comprises coupling the reaction chamber and syngas cooler vessel in flow communication using a throat lined refractory material, wherein the refractory material is supported in the throat using one or more annular retaining rings. It includes. The method further includes arranging the refrigeration tube surrounding the throat such that the refractory material is cooled using the cooling tube cage during operation.

가스화기와 일체로 형성된 통합 냉각기를 갖는 가스화기의 제공은, 가스화 용기 상의 단조(forged) 플랜지 및 냉각기 용기 상의 단조 플랜지를 없애준다. 통합 가스화기/냉각기에서 이들 두 개의 큰 플랜지가 없어지면 개별 가스화기 및 냉각기 구조에 비해 가스화기/냉각기의 비용을 상당히 절감된다. 가스화기와 합성가스 냉각기 사이의 플랜지-대-플랜지 결합이 없어지면 두 용기의 조합된 축방향 길이가 상당히 감소될 수 있다. 감소된 길이는 조합된 용기의 열성장을 감소시키며, 따라서 최소 열성장과 더불어 상온에 있는 지지 구조물에 고정되는 연결 배관(분사기, 증기 드럼, 증기 배관, 계측기)과의 오정렬을 감소시킨다. 플랜지-대-플랜지 결합이 없어지면 추가로, 용기의 완전성이 향상되고, 구성요소(플랜지, 지지체 등)의 제거가 용이해지며, 조립 작업이 감소된다. Provision of a gasifier with an integrated cooler integrally formed with the gasifier eliminates forged flanges on the gasifier and forged flanges on the cooler vessel. The elimination of these two large flanges in the integrated gasifier / cooler significantly reduces the cost of the gasifier / cooler compared to the individual gasifier and cooler structures. The absence of flange-to-flange coupling between the gasifier and syngas cooler can significantly reduce the combined axial length of the two vessels. The reduced length reduces the thermal growth of the combined vessel and thus reduces the misalignment with connecting piping (injectors, steam drums, steam piping, instruments) with minimum thermal growth fixed to the support structure at room temperature. The absence of flange-to-flange coupling further improves the integrity of the container, facilitates the removal of components (flanges, supports, etc.) and reduces assembly work.

도 1 내지 도 5는 본 명세서에 기재된 방법 및 시스템의 예시적인 실시예의 도시도이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 수직 세장형 고온 스틸 압력 용기의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기의 스로트 영역의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용기의 스로트 영역의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용기의 스로트 영역의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용기의 스로트 영역의 개략도이다.
1-5 are diagrammatic illustrations of exemplary embodiments of the methods and systems described herein.
1 is a schematic diagram of a vertical elongated hot steel pressure vessel in accordance with one exemplary embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a throat area of a container according to one embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a throat area of a container according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of a throat area of a container according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic view of a throat area of a container according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들은 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 조합에 대해 기술되지만, 당업자라면 본 발명의 실시예들이 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 조합에만 사용되는 것에 한정되지 않음을 알아야 한다. 오히려, 본 발명의 실시예들은 임의의 통합 용기와 함께 사용될 수도 있다. While embodiments of the present invention are described for an integrated gasifier and syngas cooler combination, those skilled in the art should recognize that embodiments of the present invention are not limited to being used only for an integrated gasifier and syngas cooler combination. Rather, embodiments of the present invention may be used with any integrated container.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 실시예들을 예시적으로 및 비제한적으로 설명한다. 본 발명은 산업용, 상업용 및 주거용 용도에서의 그 수명이 확장되도록 용기의 냉각용 내부 구성요소에 대해 보편적인 적용을 갖는 것으로 생각된다. The following detailed description describes embodiments of the invention by way of example and not limitation. The present invention is believed to have a universal application for the internal components for cooling of containers such that their lifespan is extended in industrial, commercial and residential applications.

본 명세서에서 사용될 때, 단수로 인용되고 관사와 함께 사용되는 요소 또는 단계는 그 배제가 명시되지 않는 한 복수의 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로 간주되어야 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 참조는 그 참조된 특징도 포함하는 추가 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. As used herein, an element or step, referred to in the singular and used with an article, should be considered not to exclude a plurality of elements or steps unless the exclusion is stated. Moreover, references to "one embodiment" of the present invention are not intended to be construed to exclude the presence of further embodiments that also include the referenced features.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 수직 세장형 고온 스틸 압력 용기(100)의 개략도이다. 이 예시적인 실시예에서, 용기(100)는 단일의 통합 형성된 쉘(102)을 구비한다. 쉘(102)은 합성 가스, 환원 가스 또는 연료 가스의 생산을 위해 사용되는 부분 산화 가스화기의 가스화 반응 구역(106)을 둘러싸는 상부 쉘(104), 가스 냉각기 부분(110)을 둘러싸는 하부 쉘(108), 및 상기 반응 구역(106)과 가스 냉각기 부분(110) 사이에서 연장되는 스로트(114)를 둘러싸는 전이 부분(112)을 구비한다. 상부 쉘(104)은 용기(100)의 중심 종축(118)을 따르는 바닥 출구 통로(116), 및 하향 방출 가스화 버너(도시되지 않음)의 삽입을 위한 동축 유입구(122)를 갖는 상부 헤드(120)를 구비한다. 스로트(114)는 수렴형 입구를 구비한다. 상부 쉘(104)은, 가스화 반응 구역(106)을 둘러싸고 상부 쉘(104)과 반응 구역(106) 사이에서 반경방향으로 연장되는 내열 라이닝(124)을 구비한다. 스로트(114)는 내열 벽돌 라이닝(126)이 라이닝된 수직 원통형 환형 세장형 도관이다. 스로트(114)는 상부 쉘(104) 및 하부 쉘(108)과 대체로 동축적이며, 반응 구역(106)으로부터 하부 쉘(108) 내의 가스 냉각기 부분(110)으로 하향 유동하는 고온 생 배출(raw effluent) 가스 스트림의 자유로운 통과를 위해 이들 쉘 사이에서 연장된다. 본 명세서에서, "축방향"은 축(118)과 대체로 평행한 방향이고, "상부" 및 "상향" 방향은 대체로 유입구(122)를 향하는 방향이며, "하부" 및 "하향" 방향은 대체로 유입구(122)로부터 멀어지는 방향이다. 1 is a schematic diagram of a vertical elongated hot steel pressure vessel 100 in accordance with one exemplary embodiment of the present invention. In this exemplary embodiment, the container 100 has a single integrally formed shell 102. The shell 102 is an upper shell 104 surrounding the gasification reaction zone 106 of a partial oxidizing gasifier used for the production of syngas, reducing gas or fuel gas, and a lower shell surrounding the gas cooler portion 110. 108, and a transition portion 112 surrounding a throat 114 extending between the reaction zone 106 and the gas cooler portion 110. The upper shell 104 has a top outlet 120 having a bottom outlet passage 116 along the central longitudinal axis 118 of the vessel 100 and a coaxial inlet 122 for insertion of a downwardly discharged gasification burner (not shown). ). The throat 114 has a converging inlet. The upper shell 104 has a heat resistant lining 124 that surrounds the gasification reaction zone 106 and extends radially between the upper shell 104 and the reaction zone 106. The throat 114 is a vertical cylindrical annular elongated conduit lined with a heat resistant brick lining 126. The throat 114 is generally coaxial with the upper shell 104 and the lower shell 108, and the hot live exhaust flows downward from the reaction zone 106 to the gas cooler portion 110 in the lower shell 108. effluent) extends between these shells for free passage of the gas stream. In this specification, the "axial direction" is a direction generally parallel to the axis 118, the "upper" and "upward" directions are generally directions toward the inlet 122, and the "lower" and "downward" directions are generally the inlets. It is a direction away from 122.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기(200)의 스로트 영역의 개략도이다. 예시적인 실시예에서, 상부 쉘(104)은 반응 구역(106)의 외주 주위에 원주방향으로 적층되는 내화 벽돌의 제 1 층(202), 및 상기 제 1 층(202)으로부터 반경방향 외측에 적층되는 내화 벽돌의 제 2 층(204)을 구비한다. 제 1 층(202)은 상부 쉘(104)로부터 반경방향 내측으로 연장되는 제 1 환형 고정(anchoring) 링(208)에 의해 하단부(206)에서 지지된다. 제 2 환형 고정 링(210)은 제 2 층(204)에 대한 지지를 제공하며, 이는 또한 제 1 환형 고정 링(208)으로부터 축방향으로 이격된 위치에서 상부 쉘(104)로부터 반경방향 내측으로 연장된다. 제 1 층(202)과 제 2 층(204)은 제 1 층(202) 내의 인접한 벽돌 사이의 이음매(seam)가 제 2 층(204) 내의 인접한 벽돌 사이의 이음매와 정렬되지 않도록 적층된다. 이러한 오정렬은 반응 구역(106)과 상부 쉘(104) 사이에 미로형 경로를 제공하며, 이는 반응 구역(106)으로부터의 고온 생 배출 가스가 반응 구역(106)으로부터 누설되어, 고온 생 배출 가스의 부식 성분이 상부 쉘(104)을 공격할 수 있는 상부 쉘(104)에 인접한 공간(212)에 진입하는 것의 방지를 용이하게 한다. 2 is a schematic diagram of a throat area of a vessel 200 in accordance with one embodiment of the present invention. In an exemplary embodiment, the upper shell 104 is a first layer 202 of refractory bricks that are circumferentially stacked around the outer circumference of the reaction zone 106, and radially outwardly from the first layer 202. A second layer 204 of refractory bricks is provided. The first layer 202 is supported at the bottom 206 by a first annular anchoring ring 208 extending radially inward from the top shell 104. The second annular securing ring 210 provides support for the second layer 204, which is also radially inward from the upper shell 104 at a position axially spaced from the first annular securing ring 208. Is extended. The first layer 202 and the second layer 204 are stacked such that a seam between adjacent bricks in the first layer 202 does not align with a seam between adjacent bricks in the second layer 204. This misalignment provides a labyrinthic path between the reaction zone 106 and the upper shell 104, whereby hot live exhaust gas from the reaction zone 106 leaks from the reaction zone 106, causing The corrosion component facilitates the prevention of entry into the space 212 adjacent the upper shell 104, which may attack the upper shell 104.

전이 부분(112)은 스로트(114) 주위에 원주방향으로 연장되는 냉각 튜브(214)의 멤브레인 벽을 포함하는 튜브 케이지(cage)를 구비한다. 냉각 튜브(214)로부터 전이 부분(112)으로 반경방향 외측으로 연장되는 정체 환형 공간(216)은, 물을 공급하고 냉각기(110)로부터 물과 증기를 제거하는 상승관 및 하강관(둘 다 도시되지 않음)을 위한 영역을 제공한다. 스로트(114)는 냉각 튜브(214)에 결합된 제 3 환형 고정 링(220)으로부터 바닥 출구 통로(116)로 상향 연장되는 내화 벽돌의 스로트 층(218)으로 라이닝된다. 고정 링(220)은 냉각 튜브(214)로부터 반경방향 내측으로 연장되고 스로트 층(218)을 지지한다. 스로트 층(218)과 제 1 층(202) 사이에서, 내화 벽돌의 경사 층(222)은, 냉각 튜브(214)에 결합되고 냉각 튜브로부터 반경방향 내측으로 연장되는 제 4 환형 고정 링(224)에 의해 지지된다. 제 1 층(202)은 상부 쉘(104)에 결합되는 제 1 환형 고정 링(208)에 의해 지지되고 경사 층(222)은 용기(200)의 특정 작동 중에 냉각 튜브(214)에 결합되는 제 3 고정 링(220)에 의해 지지되기 때문에, 제 1 층(202)과 경사 층(222)은 상부 쉘(104)과 냉각 튜브(214) 사이의 팽창 차이로 인해 서로에 대해 축방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 제 1 층(202)과 경사 층(222) 사이의 충합(abutting) 조인트는 제 1 층(202)과 경사 층(222)이 차별적인 팽창 및 수축 기간 중에 비교적 자유롭게 서로를 지나서 슬라이딩할 수 있도록 수직으로 정렬된다. 이러한 슬라이드 가능한 결합은 제 1 층(202) 및/또는 경사 층(222)의 크랙킹을 초래할 수 있는 제 1 층(202) 및 경사 층(222)의 압축을 회피하는 것과 제 1 층(202)과 경사 층(222) 사이의 갭 형성을 회피하는 것을 용이하게 한다. The transition portion 112 has a tube cage that includes a membrane wall of the cooling tube 214 extending circumferentially around the throat 114. The stagnant annular space 216 extending radially outward from the cooling tube 214 to the transition portion 112 includes a riser and a downcomer (both shown) that supply water and remove water and vapor from the cooler 110. Area). The throat 114 is lined with a throat layer 218 of refractory brick extending upward from the third annular stationary ring 220 coupled to the cooling tube 214 to the bottom outlet passageway 116. Retaining ring 220 extends radially inward from cooling tube 214 and supports throat layer 218. Between the throat layer 218 and the first layer 202, the inclined layer 222 of refractory brick is coupled to the cooling tube 214 and the fourth annular stationary ring 224 extending radially inward from the cooling tube. Supported by). The first layer 202 is supported by a first annular securing ring 208 coupled to the upper shell 104 and the inclined layer 222 is coupled to the cooling tube 214 during the particular operation of the vessel 200. Because supported by the three fixing rings 220, the first layer 202 and the inclined layer 222 can move axially relative to each other due to the difference in expansion between the upper shell 104 and the cooling tube 214. have. Thus, the abutting joint between the first layer 202 and the inclined layer 222 allows the first layer 202 and the inclined layer 222 to slide past each other relatively freely during differential expansion and contraction periods. So that it is aligned vertically. This slidable combination avoids compression of the first layer 202 and the inclined layer 222, which may result in cracking of the first layer 202 and / or the inclined layer 222 and with the first layer 202. It is easy to avoid gap formation between the sloped layers 222.

정체 환형 공간(216)은 내화 라이닝된 전이 스로트 실린더(114) 외부와 전이 부분(112) 내부에 위치하며, 플랜지형 조인트 구성에 비해 증가된 체적을 갖는다. 이 증가된 체적은 환형 공간(216) 내부에 보일러 급수 배관 및 지지 구조물을 갖는 본 발명의 실시예를 가능하게 한다. 이 실시예는 보다 유연한 파이프 경로설정을 가능하게 함으로써 열팽창 불일치로 인해 용기가 갖는 파이프 성분 및 조인트의 열 응력을 감소시킨다. 이 실시예는 또한 상부 헤더(도시되지 않음)를 수평 튜브 벽(도시되지 않음) 위의 환형 공간(216) 내로 경로설정하는데 충분한 공간을 제공한다. 상기 실시예는 수평 튜브 벽 아래의 고온 가스 경로 내부에 열 회수 성능을 증가시키거나 합성가스 냉각기 조립체의 전체 축방향 길이를 감소시키는 추가적인 튜브 패널 표면적을 추가한다. 또한, 상기 실시예는 용기 벽에 대한 직접적인 연결을 가능하게 함으로써 수직 튜브 패널에 대한 지지 구조를 단순화하며, 이는 보다 양호한 접근 및 설계 유연성을 위해 보다 많은 환형 공간을 해방시킨다. The stagnant annular space 216 is located outside the fire-lined transition throat cylinder 114 and inside the transition portion 112 and has an increased volume compared to the flanged joint configuration. This increased volume enables an embodiment of the present invention having a boiler feed pipe and support structure inside the annular space 216. This embodiment allows for more flexible pipe routing, thereby reducing the thermal stresses in the pipe components and joints the vessel has due to thermal expansion mismatch. This embodiment also provides enough space to route the upper header (not shown) into the annular space 216 above the horizontal tube wall (not shown). This embodiment adds an additional tube panel surface area that increases heat recovery performance or reduces the overall axial length of the syngas cooler assembly inside the hot gas path below the horizontal tube wall. The embodiment also simplifies the support structure for the vertical tube panels by enabling direct connection to the container wall, which frees more annular space for better access and design flexibility.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용기(300)의 스로트 영역의 개략도이다. 용기(300)는 용기(200)(도 2에 도시)와 거의 유사하며, 용기(200)의 구성요소와 동일한 용기(300)의 구성요소는 도 2에 사용된 것과 동일한 참조 부호를 사용하여 도 3에서 확인된다. 예시적인 실시예에서, 냉각 튜브(214)는 바닥 출구 통로(116)의 영역으로 연장되지 않는다. 따라서, 정체 환형 공간(216)은 도 2에 도시된 것보다 작다. 지지 스커트(301)는 상부 쉘(104)로부터 내측으로 경사 연장된다. 3 is a schematic diagram of a throat area of a vessel 300 in accordance with another embodiment of the present invention. The vessel 300 is almost similar to the vessel 200 (shown in FIG. 2), and the components of the vessel 300 that are identical to the components of the vessel 200 are shown using the same reference numerals as used in FIG. 2. It is identified in 3. In an exemplary embodiment, the cooling tube 214 does not extend to the area of the bottom outlet passageway 116. Thus, stagnant annular space 216 is smaller than that shown in FIG. 2. The support skirt 301 extends obliquely inward from the upper shell 104.

내화 벽돌의 제 1 층(302)은 반응 구역(106)의 외주 주위에 원주방향으로 적층되며, 내화 벽돌의 제 2 층(304)은 제 1 층(302)으로부터 반경방향 외측에 적층된다. 제 1 층(302)은 지지 스커트(301)로부터 반경방향 내측으로 연장되는 제 1 환형 고정 링(308)에 의해 하단부(306)에서 지지된다. 제 2 환형 고정 링(310)은 제 2 층(304)에 대한 지지를 제공하며, 이는 또한 제 1 환형 고정 링(308)으로부터 축방향으로 이격된 위치에서 지지 스커트(301)로부터 반경방향 내측으로 연장된다. 제 1 층(302)과 제 2 층(304)은 제 1 층(302) 내의 인접한 벽돌 사이의 이음매가 제 2 층(304) 내의 인접한 벽돌 사이의 이음매와 정렬되지 않도록 적층된다. 이러한 오정렬은 반응 구역(106)과 상부 쉘(104) 사이에 미로형 경로를 제공하며, 이는 반응 구역(106)으로부터의 고온 생 배출 가스가 반응 구역(106)으로부터 누설되어, 고온 생 배출 가스의 부식 성분이 상부 쉘(104)을 공격할 수 있는 공간(212)에 진입하는 것의 방지를 용이하게 한다. The first layer 302 of refractory brick is laminated circumferentially around the outer circumference of the reaction zone 106, and the second layer 304 of refractory brick is laminated radially outward from the first layer 302. The first layer 302 is supported at the bottom 306 by a first annular securing ring 308 extending radially inward from the support skirt 301. The second annular anchoring ring 310 provides support for the second layer 304, which is also radially inward from the support skirt 301 at a position axially spaced from the first annular anchoring ring 308. Is extended. The first layer 302 and the second layer 304 are stacked such that the seams between adjacent bricks in the first layer 302 are not aligned with the seams between adjacent bricks in the second layer 304. This misalignment provides a labyrinthic path between the reaction zone 106 and the upper shell 104, whereby hot live exhaust gas from the reaction zone 106 leaks from the reaction zone 106, causing The corrosion component facilitates the prevention of entering the space 212 where it can attack the upper shell 104.

전이 부분(112)은 스로트(114) 주위에 원주방향으로 연장되는 냉각 튜브(214)의 멤브레인 벽을 포함하는 튜브 케이지를 구비한다. 정체 환형 공간(216)은, 물을 공급하고 가스 냉각기(110)로부터 물과 증기를 제거하는 상승관 및 하강관(둘 다 도시되지 않음)을 위한 영역을 제공하도록 냉각 튜브(214)로부터 전이 부분(112)으로 반경방향 외측으로 연장된다. 스로트(114)는 냉각 튜브(214)에 결합된 제 3 환형 고정 링(220)으로부터 바닥 출구 통로(116)로 상향 연장되는 내화 벽돌의 스로트 층(218)으로 라이닝된다. 고정 링(220)은 냉각 튜브(214)로부터 반경방향 내측으로 연장되고 스로트 층(218)을 지지한다. The transition portion 112 has a tube cage that includes the membrane wall of the cooling tube 214 extending circumferentially around the throat 114. The stagnant annular space 216 is a transition portion from the cooling tube 214 to provide an area for the riser and downcomers (both not shown) that supply water and remove water and steam from the gas cooler 110. Extends radially outwardly; The throat 114 is lined with a throat layer 218 of refractory brick extending upward from the third annular stationary ring 220 coupled to the cooling tube 214 to the bottom outlet passageway 116. Retaining ring 220 extends radially inward from cooling tube 214 and supports throat layer 218.

제 4 고정 링(312)은 지지 스커트(301)로부터 스로트 층(218)의 반경방향 외주를 향해 반경방향 내측으로 연장된다. 고정 링(312)은 내화 벽돌 및/또는 부정형(castable) 내화 재료로 이루어진 전이층(314)을 지지한다. 전이층(314)은 냉각 튜브(214)와 상부 쉘(104) 사이의 차별적인 팽창 및 수축을 상쇄시키기 위해 제 1 층(302)과 전이층(314) 사이 및 스로트 층(218)과 전이층(314) 사이에 슬라이딩 결합을 제공한다. The fourth fixing ring 312 extends radially inward from the support skirt 301 toward the radial outer circumference of the throat layer 218. The fixing ring 312 supports the transition layer 314 made of refractory bricks and / or castable refractory materials. The transition layer 314 transitions between the first layer 302 and the transition layer 314 and with the throat layer 218 to offset the differential expansion and contraction between the cooling tube 214 and the upper shell 104. A sliding bond is provided between the layers 314.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용기(400)의 스로트 영역의 개략도이다. 용기(400)는 용기(300)(도 3에 도시)와 거의 유사하며, 용기(300)의 구성요소와 동일한 용기(400)의 구성요소는 도 3에 사용된 것과 동일한 참조 부호를 사용하여 도 4에서 확인된다. 예시적인 실시예에서, 스로트 층(218)은 혼입된 입자 및 슬래그를 반응 구역(106)으로부터 제거하는 것을 용이하게 하는 수렴-발산형 단면적을 갖는다. 스로트 진입구(123)에서의 수렴형 단면적은 반응 구역(106)을 빠져나가는 고온 생 배출 가스의 속도를 증가시키고 반응 구역(106) 내부의 배압을 증가시키는 경향이 있으며, 이는 또한 반응 구역(106) 내로의 가스 역류를 감소시킨다. 발산형 단면적은 슬래그가 스로트 층(218)의 하측 부분의 내화 벽돌로 흘러내리기 보다는 스로트(114)를 통해서 드립(drip)되도록 하기 위한 돌출부(overhang)를 제공한다. 4 is a schematic diagram of a throat area of a vessel 400 in accordance with another embodiment of the present invention. The vessel 400 is almost similar to the vessel 300 (shown in FIG. 3), and the components of the vessel 400 that are identical to the components of the vessel 300 are shown using the same reference numerals as used in FIG. 3. It is identified at 4. In an exemplary embodiment, the throat layer 218 has a converging-diffusing cross-sectional area that facilitates removal of entrained particles and slag from the reaction zone 106. Converged cross-sectional area at the throat inlet 123 tends to increase the rate of hot live exhaust gas exiting the reaction zone 106 and to increase the back pressure inside the reaction zone 106, which also affects the reaction zone 106. Reduce gas backflow into the vessel. The divergent cross-sectional area provides an overhang for allowing the slag to drip through the throat 114 rather than flow down into the refractory bricks of the lower portion of the throat layer 218.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용기(500)의 스로트 영역의 개략도이다. 용기(500)는 용기(300)(도 3에 도시)와 거의 유사하며, 용기(300)의 구성요소와 동일한 용기(500)의 구성요소는 도 3에 사용된 것과 동일한 참조 부호를 사용하여 도 5에서 확인된다. 예시적인 실시예에서, 스로트 층(502)은 제 1 층(504) 및 제 2 층(506)을 구비하며 제 1 층(504)과 제 2 층(506) 사이의 연결부(510)에는 단차부(508)가 제공된다. 냉각 튜브(214)와 상부 쉘(104)의 차별적인 팽창 및 수축 도중에 제 1 층(504)과 제 2 층(506) 사이의 축방향 이동이 가능하도록 갭(512)이 제공된다. 갭(512)은 층(506)의 돌출부(514)가 층(504)의 돌출부(516) 상에 얹혀져 제 1 층(504) 및 제 2 층(506)을 포함하는 내화 벽돌의 크랙킹 및/또는 변위를 초래하지 못하게 한다. 단차부(508)는 또한 고온 생 배출 가스 스트림이 상부 쉘(104), 냉각 튜브(214) 또는 용기(500)의 다른 금속 부분에 도달하기 전에 통과하기 위한 추가적인 구불구불한 경로를 제공한다. 5 is a schematic diagram of a throat area of a vessel 500 in accordance with another embodiment of the present invention. The vessel 500 is almost similar to the vessel 300 (shown in FIG. 3), and the same components of the vessel 500 as those of the vessel 300 are shown using the same reference numerals as used in FIG. 3. It is identified at 5. In an exemplary embodiment, the throat layer 502 has a first layer 504 and a second layer 506 and there are steps in the connection 510 between the first layer 504 and the second layer 506. Unit 508 is provided. A gap 512 is provided to allow axial movement between the first layer 504 and the second layer 506 during differential expansion and contraction of the cooling tube 214 and the upper shell 104. The gap 512 is cracked and / or cracked of a refractory brick comprising a first layer 504 and a second layer 506 with a protrusion 514 of the layer 506 mounted on the protrusion 516 of the layer 504. Do not cause displacement. The step 508 also provides an additional winding path for the hot live exhaust gas stream to pass before reaching the top shell 104, cooling tube 214, or other metal portion of the vessel 500.

이상 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 조합을 위한 시스템 및 방법의 예시적인 실시예를 상세히 설명하였다. 도시된 시스템 및 방법은 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 한정되지 않으며, 오히려 시스템의 구성요소는 본 명세서에 기재된 다른 구성요소들과 독립적으로 및 별개로 사용될 수 있다. 추가로, 상기 방법에 기재된 단계들은 본 명세서에 기재된 다른 단계들과 독립적으로 및 별개로 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 단차부(508)는 도 4에 도시된 수렴-발산형 단면을 갖는 스로트 층(218)과 조합될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들의 다른 조합도 고려된다. The illustrative embodiments of systems and methods for combination integrated gasifiers and syngas coolers have been described in detail above. The illustrated systems and methods are not limited to the specific embodiments described herein, but rather, the components of the system may be used independently and separately from the other components described herein. In addition, the steps described in the method may be used independently and separately from other steps described herein. For example, the stepped portion 508 shown in FIG. 5 may be combined with a throat layer 218 having a converging-diffusing cross-section shown in FIG. 4. Other combinations of various embodiments of the invention are also contemplated.

반응기, 합성가스 냉각기, 및 그 사이의 전이 부분을 둘러싸는 통합 용기의 실시예는 반응기, 합성가스 냉각기 및 전이 부분 사이의 플랜지형 연결부를 제거하며, 따라서 가스 경로 전이 부분(스로트)(114)을 외부 용기 전이 부분(112)으로부터 분리시킨다. 이러한 구성은, 동일하거나 큰 환형 공간(216)을 유지하면서 그 사이에 플랜지형 전이 부분을 갖는 개별 용기들을 구비하는 용기 구성에 비해 짧은 스로트 길이를 가능하게 한다. 통합 구성은 또한 그 전체 길이를 따른 냉각 스로트 내화 라이닝(218) 및/또는 냉각 전이 내화물 층(314)을 가능하게 한다. Embodiments of the integrated vessel enclosing the reactor, syngas cooler, and transition portion therebetween eliminate flanged connections between the reactor, syngas cooler, and transition portion, and thus the gas path transition portion (throat) 114. Is separated from the outer vessel transition portion 112. This configuration allows for a shorter throat length compared to a container configuration having individual containers with flanged transition portions therebetween while maintaining the same or larger annular space 216. The integrated configuration also enables cooling throat refractory lining 218 and / or cooling transition refractory layer 314 along its entire length.

본 발명의 실시예는 전체 용기 길이를 감소시키고, 배관 길이 및 파이프 응력을 감소시키며, 재료 및 제작 비용을 감소시키고, 후술하는 향상된 개념과 이점, 즉 증기-냉각식 스로트 내화 라이닝, 증기-냉각식 전이 부분과 스로트 내화 라이닝, 스로트 유동 경로 내의 "드립 지점"을 제공하는 바, 이들은 본 발명의 실시예가 허용하는 감소된 길이의 스로트를 사용할 때만 효과적이다. 본 발명의 실시예는 또한 가스 유동 감속 및 보다 긴 수명 전이점, 높은 마모 시점에서 보다 긴 수명을 위해 두꺼운 벽돌을 허용하는 가스화 부분-대-스로트 전이 벽돌의 팽창 특징부, 반턱쪽매(ship lap) 신축 조인트, 증기 냉각식 내화 벽돌 라이닝, 가스화기 측벽의 수정된 지지 특징부, 가스화기 전이 부분, 가스화기 스로트 및 합성가스 냉각기 스로트 라이닝, 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 용기, 및 내화 라이닝된 스로트에서의 유연한 유동 경로 직경과 형상을 허용하며, 가변 직경은 라이닝 두께의 단계적인 증가를 이용해서 실현될 수 있다. Embodiments of the present invention reduce overall vessel length, reduce piping length and pipe stress, reduce material and fabrication costs, and improve the concepts and advantages described below, namely steam-cooled throat fire lining, steam-cooling. It provides an expression transition portion and throat refractory lining, a "drip point" in the throat flow path, which is only effective when using a reduced length throat that allows embodiments of the present invention. Embodiments of the present invention also provide for gas flow deceleration and longer life transition points, expansion features of gasification part-to-throat transition bricks that allow thick bricks for longer life at high wear points, ship lap ) Expansion joints, steam cooled refractory brick linings, modified support features of gasifier sidewalls, gasifier transition sections, gasifier throat and syngas cooler throat linings, integrated gasifier and syngas cooler vessels, and fire lining Flexible flow path diameters and shapes at the specified throat allow variable diameters to be realized using a stepwise increase in lining thickness.

전이 부분 및/또는 스로트에서의 증기 냉각식 내화 라이닝은 보다 긴 작동 수명 및 내화물 교체를 위한 짧은 정지 시간을 가능하게 하며, 이는 가스화 처리의 이용가능성을 증가시키고 운용비를 감소시킨다. 증기 냉각식 내화 라이닝은 또한, 스로트를 빠져나가는 합성가스 속도 및/또는 질량 유속과 운동량 플럭스를 내화 라이닝된 스로트에서의 가변 직경에 의해 조절하는데 있어서 유연성을 추가한다. 내화 라인의 능동적인 냉각은 합성가스 냉각기로부터의 증기 냉각식 튜브를 가스화기 및/또는 튜브 케이지로 연장함으로써 달성된다. 통합 용기와 내화 라이닝은 스틸 용기 플랜지의 교체 없이도 내화 라이닝된 스로트 유로 직경 및 형상을 변경하는 것의 유연성을 허용한다. 스로트 형상은 원통형, 원추형 또는 유동이 스로트의 하류 출구에 접근할수록 직경이 증가하는 나팔꽃 형상일 수 있다. Steam cooled refractory linings at the transition part and / or throat allow for longer operating life and short downtime for refractory change, which increases the availability of gasification treatments and reduces operating costs. Steam cooled refractory lining also adds flexibility in adjusting the syngas velocity and / or mass flow rate and momentum flux exiting the throat by varying diameters in the refractory lined throat. Active cooling of the refractory line is achieved by extending the vapor cooled tube from the syngas cooler to the gasifier and / or the tube cage. Integrated vessels and refractory linings allow the flexibility of changing the refractory lined throat flow path diameter and shape without replacing the steel vessel flanges. The throat shape may be a cylindrical, conical or morning glory shape in which the diameter increases as the flow approaches the downstream outlet of the throat.

통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템을 위한 방법 및 시스템의 전술한 실시예는, 내화-라이닝된 가스화 반응 챔버와 합성가스 냉각기 열교환기를 함께 단일 용기 내에서 둘러싸는 비연속적인 내부 용기를 대신 사용하여 가스화기와 합성가스 냉각기 사이의 수평 플랜지-대-플랜지 조인트를 제거하기 위한 비용-효과적이고 확실한 수단을 제공한다. 또한, 본 발명의 실시예는 가스화기-대-합성가스 냉각기 전이 영역에 충분한 내부 체적을 제공하여 스로트 튜브 케이지를 가스화기의 바닥 전이 부분까지 연장시키며, 이는 스로트의 전체 길이의 내화 라이닝 및/또는 가스화기 내의 전체 스로트 플러스 45도 바닥 전이 부분의 증기 냉각을 가능하게 한다. 증기-냉각식 내화 라이닝은 스로트 내에서의 능동적인 증기 냉각 없이도 더 긴 수명을 갖는다. 추가로, 가스화기 측벽, 전이 부분 및 스로트 섹션에서의 내화 라이닝의 지지체는 온도 변화 기간 중의 가스화기 측벽, 전이 부분 및 스로트 섹션의 팽창 및 수축을 수용한다. 따라서, 합성가스가 전이 영역으로 유입되기 위한 내화 라이닝 내의 직접적인 누설 경로가 실질적으로 제거된다. 그 결과, 본 명세서에 기재된 방법 및 시스템은 연료의 가스화 및 냉각을 비용 효과적이고 확실한 방식으로 촉진한다. The foregoing embodiments of the method and system for an integrated gasifier and syngas cooler system can be used to gasify using a refractory-lined gasification reaction chamber and a discontinuous inner vessel that encloses the syngas cooler heat exchanger together in a single vessel. It provides a cost-effective and reliable means for removing the horizontal flange-to-flange joint between the gas and the syngas cooler. In addition, embodiments of the present invention provide a sufficient internal volume in the gasifier-to-syngas cooler transition region to extend the throat tube cage to the bottom transition portion of the gasifier, which is a full length fireproof lining and And / or enable vapor cooling of the entire throat plus 45 degree bottom transition portion in the gasifier. Steam-cooled refractory linings have a longer life without active steam cooling in the throat. In addition, the support of the refractory lining in the gasifier sidewalls, the transition part and the throat section accommodates the expansion and contraction of the gasifier sidewalls, the transition part and the throat section during the temperature change period. Thus, a direct leakage path in the refractory lining for the synthesis gas to enter the transition zone is substantially eliminated. As a result, the methods and systems described herein promote gasification and cooling of fuels in a cost effective and reliable manner.

본 발명을 다양한 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 청구범위의 취지와 요지 내에서 수정되어 실시될 수 있음을 알 것이다. While the invention has been described with reference to various specific embodiments, it will be appreciated that modifications may be made within the spirit and spirit of the claims.

Claims (20)

통합 가스화기 및 합성가스 냉각기에 있어서,
반응 챔버를 구비하는 가스화기,
상기 가스화기와 일체로 형성되고 적어도 하나의 열교환기 요소를 구비하는 합성가스 냉각기, 및
상기 반응 챔버 및 상기 합성가스 냉각기와 일체로 형성되고 그 사이에서 연장되는 전이 부분을 포함하며,
상기 전이 부분은 상기 반응 챔버와 상기 합성가스 냉각기 사이에서 연장되는 스로트(throat)를 추가로 포함하고, 상기 전이 부분은 상기 스로트를 둘러싸는 열교환기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기.
In integrated gasifier and syngas cooler,
A gasifier having a reaction chamber,
A syngas cooler formed integrally with the gasifier and having at least one heat exchanger element, and
A transition portion integrally formed with and extending between the reaction chamber and the syngas cooler,
Said transition portion further comprising a throat extending between said reaction chamber and said syngas cooler, said transition portion further comprising a heat exchanger surrounding said throat.
Integrated gasifier and syngas cooler.
제 1 항에 있어서,
상기 열교환기는 상기 스로트의 냉각을 촉진하기 위해 상기 스로트로부터 반경방향 외측에 배치되는 증기 냉각식 튜브 케이지를 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기.
The method of claim 1,
The heat exchanger comprises a vapor cooled tube cage disposed radially outward from the throat to promote cooling of the throat
Integrated gasifier and syngas cooler.
제 1 항에 있어서,
상기 가스화기와 상기 전이 부분 중 적어도 하나로부터 반경방향 내측으로 연장되는 지지 스커트, 및
상기 지지 스커트에 결합되는 적어도 하나의 고정 링을 추가로 포함하며,
상기 적어도 하나의 고정 링은 상기 지지 스커트로부터 반경방향 내측으로 연장되고, 상기 적어도 하나의 고정 링은 상기 지지 스커트의 둘레 주위에서 적어도 부분적으로 연장되는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기.
The method of claim 1,
A support skirt extending radially inward from at least one of said gasifier and said transition portion, and
Further comprises at least one securing ring coupled to the support skirt,
The at least one securing ring extends radially inward from the support skirt and the at least one securing ring extends at least partially around the perimeter of the support skirt
Integrated gasifier and syngas cooler.
제 3 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 고정 링에 의해 지지되는 내화 재료 층을 추가로 포함하며,
상기 내화 재료 층은 인접하는 내화 재료 층들이 팽창 및 수축 기간 중에 내화 재료 층들 사이의 접촉 유지를 촉진하기 위해 슬라이드 가능하게 결합되도록 상기 적어도 하나의 고정 링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기.
The method of claim 3, wherein
Further comprising a layer of refractory material supported by the at least one fixing ring,
The refractory material layer is supported by the at least one securing ring such that adjacent refractory material layers are slidably coupled to facilitate maintaining contact between the refractory material layers during expansion and contraction periods.
Integrated gasifier and syngas cooler.
제 1 항에 있어서,
상기 스로트는 수렴/발산형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기.
The method of claim 1,
The throat has a converging / diffusing cross section
Integrated gasifier and syngas cooler.
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템에 있어서,
가스화기 반응 챔버를 둘러싸고, 용기 헤드로부터 하단부로 연장되는 제 1 압력 용기 부분;
상기 반응 챔버로부터의 고온 생 배출 가스 스트림을 냉각시키도록 구성된 가스 냉각기를 둘러싸고, 상단부로부터 고체 제거 단부를 향해 수직 하향 연장되는 제 2 압력 용기 부분;
상기 하단부와 상기 상단부 사이에서 연장되는 전이 부분으로서, 상기 제 1 부분, 제 2 부분 및 전이 부분의 각각은 각 부분의 중심 종축을 따라서 실질적인 수직 동축 정렬 상태에 있는 전이 부분;
상기 부분의 각각과 동축적으로 정렬되고, 상기 가스화기 반응 챔버로부터 상기 가스 냉각기로의 고온 생 배출 가스 스트림의 자유로운 통과를 위해 각각의 부분 사이에서 연장되는 스로트로서, 반경방향 내표면 주위에서 내화 재료로 라이닝되는 스로트;
상기 스로트의 길이의 적어도 일부를 따라서 상기 스로트를 둘러싸는 동심 동축 수직 튜브 케이지; 및
상기 제 1 부분과 상기 튜브 케이지 중 적어도 하나에 결합되고 반경방향 내측으로 연장되는 다수의 환형 고정 링으로서, 상기 스로트 내화 재료를 지지하도록 구성되는 다수의 환형 고정 링을 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
In an integrated gasifier and syngas cooler system,
A first pressure vessel portion surrounding the gasifier reaction chamber and extending from the vessel head to the bottom portion;
A second pressure vessel portion surrounding the gas cooler configured to cool the hot raw exhaust gas stream from the reaction chamber, the second pressure vessel portion extending vertically downward from the top toward the solid removal end;
A transition portion extending between the bottom portion and the top portion, each of the first portion, the second portion and the transition portion being in a substantially vertical coaxial alignment along the central longitudinal axis of each portion;
A throat coaxially aligned with each of the sections and extending between the respective sections for free passage of the hot live exhaust gas stream from the gasifier reaction chamber to the gas cooler, the refractory around the radial inner surface. Throat lined with material;
A concentric coaxial vertical tube cage surrounding the throat along at least a portion of the length of the throat; And
A plurality of annular retaining rings coupled radially inwardly and coupled to at least one of the first portion and the tube cage, the plurality of annular retaining rings configured to support the throat refractory material.
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 부분과 상기 튜브 케이지 중 적어도 하나로부터 내측으로 경사 연장되는 지지 스커트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
And at least one support skirt inwardly extending from at least one of said first portion and said tube cage.
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 7 항에 있어서,
상기 다수의 환형 고정 링의 적어도 하나는 상기 지지 스커트를 통해서 상기 제 1 부분과 상기 튜브 케이지 중 적어도 하나에 결합되는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method of claim 7, wherein
At least one of the plurality of annular securing rings is coupled to at least one of the first portion and the tube cage through the support skirt
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 부분은 제 1 외경을 갖고 상기 제 2 부분은 제 2 외경을 가지며, 상기 전이 부분은 상기 제 1 외경과 상기 제 2 외경 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein said first portion has a first outer diameter and said second portion has a second outer diameter, said transition portion extending between said first outer diameter and said second outer diameter.
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 압력 용기 부분은 각각의 세장형 수직 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein said first and second pressure vessel portions comprise respective elongate vertical cylinders.
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 스로트는 반경방향 내표면 주위에서 성형 벽돌 내화 재료로 라이닝되는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
The throat is lined with a molded brick refractory material around a radially inner surface
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 스로트는 실질적으로 원통형의 수직 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
The throat comprises a substantially cylindrical vertical sidewall
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 스로트는 발산형 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
The throat comprises a divergent sidewall
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 스로트는 수렴형 입구를 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
The throat comprises a converging inlet
Integrated gasifier and syngas cooler system.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 환형 고정 링은, 제 1 환형 고정 링에 의해 지지되는 내화 재료의 제 1 층이 상기 통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템의 팽창 및 수축 중에 제 2 환형 고정 링에 의해 지지되는 내화 재료의 제 2 층을 따라서 슬라이딩하도록 배치되는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기 시스템.
The method according to claim 6,
The plurality of annular retaining rings comprise a first layer of refractory material supported by a first annular retaining ring of refractory material supported by a second annular retaining ring during expansion and contraction of the integrated gasifier and syngas cooler system. Arranged to slide along the second layer
Integrated gasifier and syngas cooler system.
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기의 조립 방법에 있어서,
가스화 용기와 일체로 형성되는 합성가스 냉각기 용기를 제공하는 단계로서, 상기 가스화 용기는 반응 챔버를 구비하고 상기 합성가스 냉각기 용기는 열교환기를 구비하는 단계와;
내화 재료가 라이닝된 스로트를 사용하여 반응 챔버와 합성가스 냉각기 용기를 유동 연통 관계로 결합시키는 단계로서, 상기 내화 재료는 하나 이상의 환형 고정 링을 사용하여 스로트 내에 지지되는 단계; 및
스로트를 둘러싸는 냉각 튜브 케이지를 작동 중에 내화 재료가 냉각 튜브 케이지를 사용하여 냉각되도록 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기의 조립 방법.
In the assembling method of the integrated gasifier and syngas cooler,
Providing a syngas cooler vessel integrally formed with a gasification vessel, the gasification vessel having a reaction chamber and the syngas cooler vessel having a heat exchanger;
Coupling the reaction chamber and syngas cooler vessel in flow communication using a throat lined refractory material, wherein the refractory material is supported in the throat using one or more annular retaining rings; And
Arranging the refractory material to be cooled using the cooling tube cage during operation in the cooling tube cage surrounding the throat.
How to assemble an integrated gasifier and syngas cooler.
제 16 항에 있어서,
열교환기와 냉각 튜브 케이지를 유동 연통 관계로 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기의 조립 방법.
17. The method of claim 16,
Further comprising coupling the heat exchanger and the cooling tube cage in flow communication relationship.
How to assemble an integrated gasifier and syngas cooler.
제 16 항에 있어서,
스로트 입구가 반응 챔버로부터 스로트로 수렴하도록 스로트 입구를 내화 재료로 라이닝하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기의 조립 방법.
17. The method of claim 16,
Lining the throat inlet with refractory material such that the throat inlet converges from the reaction chamber into the throat.
How to assemble an integrated gasifier and syngas cooler.
제 16 항에 있어서,
스로트가 스로트로부터 합성가스 냉각기로 발산되도록 스로트를 내화 재료로 라이닝하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기의 조립 방법.
17. The method of claim 16,
And lining the throat with the refractory material such that the throat is diverted from the throat to the syngas cooler.
How to assemble an integrated gasifier and syngas cooler.
제 16 항에 있어서,
스로트가 실질적으로 원통형이도록 스로트를 내화 재료로 라이닝하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
통합 가스화기 및 합성가스 냉각기의 조립 방법.
17. The method of claim 16,
Further comprising lining the throat with the refractory material such that the throat is substantially cylindrical.
How to assemble an integrated gasifier and syngas cooler.
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