RU2524235C2 - Реактор газификации с охлаждением двойной стенкой - Google Patents

Реактор газификации с охлаждением двойной стенкой Download PDF

Info

Publication number
RU2524235C2
RU2524235C2 RU2012106884/05A RU2012106884A RU2524235C2 RU 2524235 C2 RU2524235 C2 RU 2524235C2 RU 2012106884/05 A RU2012106884/05 A RU 2012106884/05A RU 2012106884 A RU2012106884 A RU 2012106884A RU 2524235 C2 RU2524235 C2 RU 2524235C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
cooling chamber
chamber
wall
gasification reactor
Prior art date
Application number
RU2012106884/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012106884A (ru
Inventor
КУСКЕ Эберхард
ДОСТАЛЬ Иоганнес
ШУЛЬЦЕ-ЭККЕЛЬ Райнальд
ЗЕМРАУ Лотар
Original Assignee
Тиссенкрупп Уде Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тиссенкрупп Уде Гмбх filed Critical Тиссенкрупп Уде Гмбх
Publication of RU2012106884A publication Critical patent/RU2012106884A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2524235C2 publication Critical patent/RU2524235C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/74—Construction of shells or jackets
    • C10J3/76—Water jackets; Steam boiler-jackets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C10J3/845—Quench rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/09—Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении СО- или Н2-содержащего газа газификацией содержащего золу топлива. Реактор содержит находящийся под давлением резервуар (2), внутри которого образована мембранной стенкой (3) реакционная камера (4), переходную зону (8), охлаждающую камеру (11), бункер для сбора шлака (12). В охлаждающей камере (11) вблизи образующих водяную пленку устройств расположен двустенный цилиндр с переливом охлаждающего средства. Камера (11) также содержит тангенциальный подвод охлаждающего средства и форсунки для разбрызгивания охлаждающей среды, обеспечивающей дополнительное охлаждение. Изобретение позволяет исключить повреждение стенок охлаждающей камеры за счет образования неразрывной водяной пленки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к реактору газификации для производства СО- или Н2-содержащего неочищенного газа указанного в ограничительной части п.1 формулы изобретения вида.
Подобный реактор газификации известен, например, из WO 2009/036985 А1 заявителя, при этом в этом литературном источнике приводится значительное число дополнительных примеров уровня техники, как, например, US 44741584, в котором рассматривается, прежде всего, охлаждение горячего синтез-газа.
Изобретение занимается, прежде всего, проблемами, которые возникают у реакторов подобного типа, при этом изобретение не ограничено особо описанным здесь реактором газификации, оно относится также к аппаратам, у которых могут возникать подобные описанные ниже более подробно проблемы.
Подобный аппарат должен быть пригоден для того, чтобы делать возможным способ газификации под давлением/сжигания тонко распыленного топлива, для чего частичное окисление видов топлива - угольной пыли, тонко размельченной биомассы, масла, смолы и т.п. - должно происходить в реакторе. К этому относится также раздельный или совместный отвод шлака или летучей золы и произведенного синтез-газа или дымового газа. Должно быть сделано возможным охлаждение продуктов реакции (газ и шлак/летучая зола), например посредством охлаждения распылением, охлаждения газом, охлаждения за счет излучения, конвективных поверхностей нагрева и т.п., при этом в заключение следует уделять внимание выводу через шлюз продуктов реакции из находящегося под давлением резервуара.
Возникающая у подобных реакторов проблема заключается в охлаждении образующих охлаждающую камеру поверхностей, а также в защите стенок реактора от перегрева.
В WO 2009/036985 А1 за реакторной камерой или в переходной камере формируют водопад, который, в том числе, должен защищать от перегрева окружающую охлаждающую камеру стенку. Немного другой тип охлаждения стенки раскрывает DE 102006031816 В. Здесь между стенкой находящегося под давлением резервуара и образующей охлаждающую камеру стенкой в кольцевом пространстве формируют поток, который на верхнем конце охлаждающей камеры обтекает образующую охлаждающую камеру стенку и для ее защиты течет вниз вдоль стенки. Поскольку то и дело в некоторых местах могут происходить нарушения созданной водяной пленки, то может случиться так, что горячие частицы или газы могут причинить вред листовому металлу.
Поэтому задачей изобретения является разработка решения, с помощью которого может быть достигнута максимально замкнутая, защищающая соответствующие листовые металлы водяная пленка.
У газогенератора, описанного в начале типа, эта задача согласно изобретению решена тем, что вблизи образующего водяную пленку в охлаждающей камере устройства по меньшей мере часть образующего охлаждающую камеру цилиндра выполнена двустенной с переливом охлаждающего средства для дополнительного смачивания внутренней поверхности стенки охлаждающей камеры и тангенциальным подводом охлаждающего средства в нижней области закрытого снизу двустенного цилиндра.
Заметным образом достигается оптимальное смачивание образующего охлаждающую камеру листового металла, в том числе благодаря охлаждению двойной стенкой, и образованию вихрей в охлаждающем потоке, а также путем определенного задания направления потока в области перелива охлаждающего средства.
Варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения. При этом может быть предусмотрено, что кольцеобразная переливная камера перекрывает примерно половину осевой длины цилиндра охлаждающей камеры и/или что кольцеобразная переливная камера перекрывает примерно четверть осевой длины цилиндра охлаждающей камеры с расположенным сверху переливом охлаждающего средства, при этом размеры двустенного заполненного охлаждающим средством цилиндра определяются целью применения.
В еще одном варианте осуществления согласно изобретению предусмотрено, что в стенке окружающего охлаждающую камеру цилиндра и/или в направленной наружу по отношению к охлаждающей камере стенке переливной камеры и/или в кольцевом пространстве между стенкой находящегося под давлением резервуара и охлаждающей камерой предусмотрены форсунки для распыления охлаждающей среды для дополнительного охлаждения. Также и эти средства служат для дополнительной гарантии против отрыва охлаждающей пленки и т.п., при этом впрыскивание охлаждающего средства само по себе частично известно из упомянутого выше образующего уровень техники WO 2009/036985.
Другие детали, признаки и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания, а также из чертежа, где показаны:
Фиг.1 - принципиальное изображение в разрезе реактора газификации согласно изобретению,
Фиг.2 - увеличенное изображение подлежащих охлаждению поверхностей стенок в области охлаждающей камеры, а также
Фиг.3 - три упрощенных принципиальных изображения формирования двойной стенки охлаждающей камеры.
Показанный на фиг.1 обозначенный в целом ссылочным обозначением 1 реактор газификации имеет находящийся под давлением резервуар 2, в котором сверху вниз на расстоянии от находящегося под давлением резервуара 2 расположена окруженная мембранной стенкой 3 реакционная камера 4. Питающая мембранную стенку подводящая линия охлаждающего средства обозначена ссылочным обозначением 5. Причем мембранная стенка 3 через нижний конус 6 переходит в суженный канал как часть обозначенной ссылочным обозначением 8 переходной зоны, при этом в суженном переходном канале 7 обозначены гасители 9 завихрений. Ссылочным обозначением 10а обозначена кромка для стекания капель в переходной зоне 8 для жидкой золы в переходной зоне на расстоянии от первой кромки 10 для стекания капель на конце переходного канала 7.
К переходной зоне 8 примыкает охлаждающая камера или охлаждающий канал 11, за которым следует бункер 12 для сбора шлака в водяной бане 13.
На фиг.2 показана в увеличенном масштабе принципиально и с одной стороны часть переходной зоны 8, а также охлаждающей камеры 11. Через кольцевой распределитель 14 и соответствующее подводящее устройство 15 к охлаждающей камере 11 подводится водяной поток для образования жидкостной завесы 16.
Обозначенная ссылочным обозначением 17 окружающая охлаждающую камеру 11 цилиндрическая стенка частично, как показано на фиг.2, выполнена двустенной для того, чтобы образовать двустенный цилиндр 19, в который через кольцевую насадку 20 вводится поток охлаждающей жидкости так, что на обращенной к охлаждающей камере стороне цилиндрической стенки 17 также образуется водяная пленка, обозначенная ссылочным обозначением 18. Эта охлаждающая жидкость перетекает также с завихрением через обозначенную ссылочным обозначением 21 верхнюю кромку станки 17 охлаждающей камеры, для того чтобы, например, предотвращать осаждение твердых частиц. Это перетекание показано стрелкой 22.
Образованное стенкой 2 находящегося под давлением резервуара и окружающим охлаждающую камеру 11 цилиндром 17 кольцеобразное пространство 23 может быть оснащено форсунками 24 для впрыскивания охлаждающей воды, как это обозначено на фиг.2. Также и граничные области окружающего охлаждающую камеру цилиндра 17 могут иметь форсунки, они имеют на фиг.2 ссылочное обозначение 24а.
На фиг.3 представлены три примера осуществления стенки 19 двойного цилиндра. На левом изображении этот цилиндр предусмотрен сравнительно маленьким на конце стенки 17 цилиндра и обозначен ссылочным обозначением 19а. Его подвод для охлаждающей воды обозначен ссылочным обозначением 20а.
На среднем изображении двустенное цилиндрическое пространство 19b примерно равно по величине половине всей окружающей охлаждающую камеру 11 стенки 17, в то время как на правом изображении вся окружающая охлаждающую камеру стенка 17 выполнена как закрытый снизу двустенный цилиндр 19с.
Конечно, описанные примеры осуществления изобретения могут быть изменены во многих отношениях, не выходя за пределы основной идеи. Так, например, цилиндрическое кольцевое пространство 19 может быть образовано из нескольких кольцевых шайб, насадки для подачи охлаждающей жидкости могут быть распределены симметрично или ассиметрично на поверхности стенки 17 цилиндра и т.п.

Claims (5)

1. Реактор газификации для производства СО- или Н2-содержащего неочищенного газа путем газификации содержащего золу топлива с кислородсодержащим газом при температурах выше температуры плавления золы, при этом внутри находящегося под давлением резервуара предусмотрена образованная мембранной стенкой с протеканием охлаждающей среды реакционная камера переходная зона, а также охлаждающая камера со следующим в направлении силы тяжести бункером для сбора шлака, отличающийся тем, что вблизи образующего водяную пленку (16) в охлаждающей камере (11) устройства (14, 15) по меньшей мере часть образующего стенку (17) охлаждающей камеры цилиндра выполнена двустенной с переливом (21) охлаждающего средства для дополнительного смачивания (18) внутренней поверхности стенки (17) охлаждающей камеры, в нижней области закрытого снизу двустенного цилиндра (19) предусмотрен тангенциальный подвод (20) охлаждающего средства, и в стенке (17) охлаждающей камеры предусмотрены форсунки (24) для разбрызгивания охлаждающей среды для дополнительного охлаждения.
2. Реактор газификации по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразная переливная камера (19b) перекрывает примерно половину осевой длины цилиндра (17) охлаждающей камеры с расположенным вверху переливом (21b) охлаждающего средства.
3. Реактор газификации по п.1 или 2, отличающийся тем, что кольцеобразная переливная камера (19а) перекрывает примерно четверть осевой длины цилиндра (17) охлаждающей камеры с расположенным вверху переливом (21а) охлаждающего средства.
4. Реактор газификации по п.1 или 2, отличающийся тем, что форсунки (24) для разбрызгивания охлаждающей среды для дополнительного охлаждения предусмотрены в направленной наружу по отношению к охлаждающей камере стенке переливной камеры и/или в кольцевом пространстве (22) между стенкой (2) находящегося под давлением резервуара и охлаждающей камерой (11).
5. Реактор газификации по п.3, отличающийся тем, что форсунки (24) для разбрызгивания охлаждающей среды для дополнительного охлаждения предусмотрены в направленной наружу по отношению к охлаждающей камере стенке переливной камеры и/или в кольцевом пространстве (22) между стенкой (2) находящегося под давлением резервуара и охлаждающей камерой (11).
RU2012106884/05A 2009-07-28 2010-07-16 Реактор газификации с охлаждением двойной стенкой RU2524235C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009035052.7 2009-07-28
DE102009035052A DE102009035052A1 (de) 2009-07-28 2009-07-28 Vergasungsreaktor mit Doppelwandkühlung
PCT/EP2010/004339 WO2011012231A2 (de) 2009-07-28 2010-07-16 Vergasungsreaktor mit doppelwandkühlung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012106884A RU2012106884A (ru) 2013-09-10
RU2524235C2 true RU2524235C2 (ru) 2014-07-27

Family

ID=43416875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012106884/05A RU2524235C2 (ru) 2009-07-28 2010-07-16 Реактор газификации с охлаждением двойной стенкой

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8882867B2 (ru)
EP (1) EP2459684A2 (ru)
KR (1) KR101648605B1 (ru)
CN (1) CN102471709A (ru)
AU (1) AU2010278408A1 (ru)
BR (1) BR112012002109A2 (ru)
CA (1) CA2769292A1 (ru)
DE (1) DE102009035052A1 (ru)
RU (1) RU2524235C2 (ru)
TW (1) TWI495719B (ru)
WO (1) WO2011012231A2 (ru)
ZA (1) ZA201201380B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9488413B2 (en) * 2011-02-24 2016-11-08 Tsinghua University & Beijing Tingde Qingda Technology Co., Ltd. Gasification system
AU2014278607C1 (en) * 2013-06-12 2018-10-04 Gas Technology Institute Entrained-flow gasifier and method for removing molten slag
DE102015216783A1 (de) * 2015-09-02 2017-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Verblockungsfreier Wasserüberlauf aus dem Wassermantel eines Quenchers in den Quenchraum
CN105670702A (zh) * 2016-03-22 2016-06-15 胡志阳 一种高捕渣率的生产合成气的反应器及方法
CN106590760A (zh) * 2017-01-10 2017-04-26 北京清创晋华科技有限公司 一种恒定液位带废锅气化炉

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4025955A1 (de) * 1989-10-18 1991-01-17 Deutsches Brennstoffinst Vorrichtung zum austrag von heissgas und schlacke
RU2074884C1 (ru) * 1993-09-22 1997-03-10 Кооператив "Энергетика и экология" Газогенератор обращенного процесса газификации
RU45390U1 (ru) * 2005-02-01 2005-05-10 Открытое Акционерное Общество "Всероссийский дважды Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт"(ВТИ) Газогенератор горнового типа с парообразующей системой охлаждения
WO2009036985A1 (de) * 2007-09-18 2009-03-26 Uhde Gmbh Vergasungsreaktor und verfahren zur flugstromvergasung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4474584A (en) 1983-06-02 1984-10-02 Texaco Development Corporation Method of cooling and deashing
JP3118630B2 (ja) * 1995-09-22 2000-12-18 株式会社日立製作所 石炭ガス化炉
WO1998010225A1 (fr) * 1996-09-04 1998-03-12 Ebara Corporation Procede de gazeification de dechets utilisant un four de fusion rotatif
DE19714376C1 (de) * 1997-04-08 1999-01-21 Gutehoffnungshuette Man Synthesegaserzeuger mit Brenn- und Quenchkammer
JP2004256657A (ja) 2003-02-26 2004-09-16 Ube Ind Ltd 高温ガス化炉の生成ガス冷却装置
CN101061204B (zh) * 2004-11-22 2011-01-12 国际壳牌研究有限公司 燃料气化装置
DE102006031816B4 (de) 2006-07-07 2008-04-30 Siemens Fuel Gasification Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von heißen Gasen und verflüssigter Schlacke bei der Flugstromvergasung
US8684070B2 (en) * 2006-08-15 2014-04-01 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Compact radial platen arrangement for radiant syngas cooler
PL2126007T3 (pl) * 2007-01-17 2019-03-29 Air Products And Chemicals, Inc. Reaktor do zgazowywania
US7749290B2 (en) * 2007-01-19 2010-07-06 General Electric Company Methods and apparatus to facilitate cooling syngas in a gasifier
DE102007044726A1 (de) * 2007-09-18 2009-03-19 Uhde Gmbh Vergasungsreaktor und Verfahren zur Flugstromvergasung
US8197564B2 (en) * 2008-02-13 2012-06-12 General Electric Company Method and apparatus for cooling syngas within a gasifier system
DE102008012732A1 (de) * 2008-03-05 2009-09-10 Uhde Gmbh Vergasungsvorrichtung mit Schlackeabzug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4025955A1 (de) * 1989-10-18 1991-01-17 Deutsches Brennstoffinst Vorrichtung zum austrag von heissgas und schlacke
RU2074884C1 (ru) * 1993-09-22 1997-03-10 Кооператив "Энергетика и экология" Газогенератор обращенного процесса газификации
RU45390U1 (ru) * 2005-02-01 2005-05-10 Открытое Акционерное Общество "Всероссийский дважды Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт"(ВТИ) Газогенератор горнового типа с парообразующей системой охлаждения
WO2009036985A1 (de) * 2007-09-18 2009-03-26 Uhde Gmbh Vergasungsreaktor und verfahren zur flugstromvergasung

Also Published As

Publication number Publication date
CA2769292A1 (en) 2011-02-03
KR20120049191A (ko) 2012-05-16
US20120110906A1 (en) 2012-05-10
CN102471709A (zh) 2012-05-23
RU2012106884A (ru) 2013-09-10
EP2459684A2 (de) 2012-06-06
AU2010278408A1 (en) 2012-02-02
DE102009035052A1 (de) 2011-07-28
TWI495719B (zh) 2015-08-11
WO2011012231A2 (de) 2011-02-03
KR101648605B1 (ko) 2016-08-16
TW201114885A (en) 2011-05-01
ZA201201380B (en) 2012-10-31
BR112012002109A2 (pt) 2019-09-24
WO2011012231A3 (de) 2011-07-07
WO2011012231A4 (de) 2011-11-17
US8882867B2 (en) 2014-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2524235C2 (ru) Реактор газификации с охлаждением двойной стенкой
CA2699714C (en) Gasification reactor and process for entrained-flow gasification
US7846226B2 (en) Apparatus for cooling and scrubbing a flow of syngas and method of assembling
JP4933442B2 (ja) 燃料ガス化装置
CA1087513A (en) Gas generator operating under pressure and at a high temperature
KR20180091912A (ko) 가스화 시스템 및 가스화 방법
RU2536983C2 (ru) Реактор газификации для производства со-или н2-содержащего неочищенного газа
CA2716774A1 (en) Gasification device with slag removal facility
CA2767849C (en) Gasification reactor for the production of crude gas
RU2534081C2 (ru) Реактор газификации
CN108473895B (zh) 气化系统和工艺
CN208472001U (zh) 一种用于高温气体管道内表面实现冷却剂膜的装置及应用该装置的系统
CN104220565B (zh) 用于夹带气流中以颗粒形式存在的固体含烃燃料气化的设备和工艺方法
KR20180091911A (ko) 가스화 시스템 및 가스화 방법
JP2013521353A (ja) ガス化リアクタにおける配水システム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170717