SE534818C2 - Förfarande och anordning för införande av pulverformigt material i en förgasningsreaktor, varvid anordningen innefattar en lavaldysa - Google Patents

Förfarande och anordning för införande av pulverformigt material i en förgasningsreaktor, varvid anordningen innefattar en lavaldysa Download PDF

Info

Publication number
SE534818C2
SE534818C2 SE1000461A SE1000461A SE534818C2 SE 534818 C2 SE534818 C2 SE 534818C2 SE 1000461 A SE1000461 A SE 1000461A SE 1000461 A SE1000461 A SE 1000461A SE 534818 C2 SE534818 C2 SE 534818C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
gasification reactor
gasification
powdered material
reactor
nozzle
Prior art date
Application number
SE1000461A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1000461A1 (sv
Inventor
Rolf Ljunggren
Original Assignee
Cortus Ab
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 Cortus Ab filed Critical Cortus Ab
Priority to SE1000461A priority Critical patent/SE534818C2/sv
Priority to DK11777641.9T priority patent/DK2566939T3/en
Priority to PT11777641T priority patent/PT2566939T/pt
Priority to CN201180022912.3A priority patent/CN102985516B/zh
Priority to US13/695,624 priority patent/US8784688B2/en
Priority to PCT/SE2011/000079 priority patent/WO2011139199A1/en
Priority to HUE11777641A priority patent/HUE041573T2/hu
Priority to RU2012152231/05A priority patent/RU2565695C2/ru
Priority to CA2798009A priority patent/CA2798009C/en
Priority to JP2013509019A priority patent/JP5923084B2/ja
Priority to ES11777641T priority patent/ES2706724T3/es
Priority to PL11777641T priority patent/PL2566939T3/pl
Priority to KR1020127030718A priority patent/KR101797256B1/ko
Priority to LTEP11777641.9T priority patent/LT2566939T/lt
Priority to EP11777641.9A priority patent/EP2566939B1/en
Priority to BR112012028295A priority patent/BR112012028295B1/pt
Publication of SE1000461A1 publication Critical patent/SE1000461A1/sv
Publication of SE534818C2 publication Critical patent/SE534818C2/sv
Priority to CL2012003061A priority patent/CL2012003061A1/es
Priority to HK13110662.1A priority patent/HK1183318A1/xx
Priority to CY20191100071T priority patent/CY1122774T1/el

Links

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
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • 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
    • C10J1/00—Production of fuel gases by carburetting air or other gases without pyrolysis
    • C10J1/20—Carburetting gases other than air
    • 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
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • 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
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/003—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • 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
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/152—Nozzles or lances for introducing gas, liquids or suspensions
    • 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
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0969—Carbon dioxide
    • 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
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0976—Water as steam
    • 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
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
    • 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
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1246—Heating the gasifier by external or indirect heating
    • 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
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1823—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for synthesis gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

11 Samandrag Föreliggande uppfinning hänför sig till en anordning förkolinjektion och recirkulation av gaser vid framställning avsyntesgas från fasta kolpartiklar, varvid kolpartiklarnaerhållits genom företrädesvis pyrolys, att förgasning avkolpartiklarna sker genom indirekt uppvärmning avkolpartiklarna under närvaro av en processgas i samma utrymmesom kolpartiklarna befinner sig i, att reaktionsproduktenrecirkuleras och att den vid förgasningen alstrade syntesgasenavbördas från nämnda utrymme. För att uppnå största möjligaeffekt ingår i anordningen en lavaldysa vilken geröverljudshastighet på gaser, skapar undertryck förkolpulverinjektion och längre uppehållstid för gas och kolpulver i förgasningsreaktorn. (Fig. 1)

Description

20 25 30 35 534 813 förbränningsavgaser (C02 och H20). Icke förbränt men nu överhettat kol reagerar med avgaser och tillförd ánga. Kolet (C) kommer att reducera koldioxid (C02) till kolmonoxid (CO) och vattenånga (H20) till vätgas (H2). Värmet som förbrukas sänker temperaturen och reaktiviteten avtar. Reaktiviteten för kolet är starkt temperaturberoende medan jämvikten för reaktionerna är temperaturberoende. Idag är syrgasbaserad förbränning det dominerande sättet att förbränna i förgasningssammanhang även om luftbaserad förbränning förekommer. De flesta processer bygger på ett trycksatt system. Ånga och syrgas är lätta att trycksätta och innebär sällan någon svårighet. Införsel av t ex pulverformiga material i reaktorn innebär att en tryckskillnad mellan atmosfären utanför förgasningsreaktorn trycket inuti densamma måste övervinnas.
Problemet vid förgasning av kolbärande material såsom kol, kolrestprodukter, petroleumrester, avfall och biomassa enligt ovan är att upprätthålla tillräckligt hög temperatur lång tid för att en fullständig förgasning av kolbärande material skall uppnås, att en tillräcklig omblandning av oxiderande gaser (C02 och H20) med reduktionsmedlet (kol) sker och att övervinna tryckskillnader mellan atmosfären utanför och inuti förgasningsreaktorn. Kan inte tiden och temperaturen upprätthállas drivs inte reaktionen till fullbordan likaså leder en otillräcklig omblandning till en ofullständig reaktion.
Föreliggande uppfinning är en anordning för kolinjektion vid framställning av syntesgas som injicerar pulverformigt material genom en rörformig injektor där det fasta materialet går i centrum, en utanpåliggande dysanordning av lavaltyp för oxiderande gaser som skapar ett kraftigt undertryck vilket suger in kolet i injektorn och fördelar det vidare in i förgasningsreaktorn hanterar tryckstegring, förlänger uppehållstid i reaktorn och skapar en homogen blandning i densamma. Den kraftiga impulsen fràn de oxiderande gaserna kommer att leda till en kraftfull omblandning av syntesgasen i 10 15 20 25 30 534 818 förgasningsreaktorn samt de inkommande oxiderande gaserna och pulverformiga materialet. Undertycket som skapas av gasimpulsen kan styras genom att låta delar av syntesgasen i förgasningsreaktorn recirkulera genom injektorn i härför avsedda kanaler i densamma.
Uppfinningans syften och särdrag Ett primärt syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en anordning av det inledningsvis definierade slaget, varvid en viktig princip för föreliggande uppfinning är att skapa ett undertryck för att underlätta införandet av pulverformiga material genom injektorn till förgasningsreaktorn.
Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att skapa en kraftig omrörning mellan de oxiderande gaserna och det pulverformiga materialet vid införandet i förgasningsreaktorn samt skapa en recirkulation av syntesgas i förgasningsreaktorn och därigenom homogenisering av temperatur och sammansättning.
Konsekvensen av detta är en längre uppehållstid i reaktorn och därmed möjlighet att bygga en kompaktare reaktor. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att recirkulera syntesgas genom injektorn och styra undertrycket vid införandet av pulverformiga material i förgasningsreaktorer på detta sätt. Åtminstone det primära syftet med föreliggande uppfinning realiseras medelst en anordning som erhållit de i det efterföljande självständiga patentkravet 1 angivna särdragen.
Föredragna utföringsformer av uppfinningen är definierade i de osjälvständiga patentkraven.
Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer en föredragen utföringsform av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, där: Fig. 1 visar en skiss av en anordning för kolinjektion vid framställning av syntesgas 10 15 20 25 30 35 534 818 enligt föreliggande uppfinning, varvid nämnda skiss även schematiskt visar enheter vilka bildar en anordning för att genomföra kolinjektionen; och Fig. 2 visar en skiss av ett utförande av en anordning för kolinjektion vid framställning av syntesgas enligt föreliggande uppfinning, varvid nämnda skiss även schematiskt visar enheter vilka bildar en anordning för att genomföra kolinjektionen.
Detaljerad beskrivning av en föredragan utföringsform av uppfinningen I Fig. 1 visas schematiskt en anordning för kolinjektion i en förgasningsprocess där kolpulver C matas in i en injektionsdysa 1 som blandar kolpulvret C med en processgas P (företrädesvis ånga) och en recirkulerad reaktionsprodukt S (syntesgas). Blandningen från injektionsdysan 1 värms upp och reagerar i en indirekt värmd förgasningsreaktor 2. Till det ändamålet innefattar förgasningsreaktorn brännare 4 som sträcker sig in i ett förgasningsutrymme 5 hos förgasningsreaktorn 2. Processgasen P är trycksatt och accelererar genom en ringformig lavaldysal5 till överljudshastighet (>Mach 1). Lavaldysan 15 skapar ett kraftigt undertryck i centrum av injektionsdysan 1 där ett i injektionsdysan 1 ingående, centralt rör/central kanal 6 för kolpulver C och recirkulerad reaktionsprodukt P (syntesgas) mynnar i förgasningsreaktorn 2. Området där det centrala röret 6 hos injektionsdysan 1 mynnar i förgasningsreaktorn 2 definierar ett införselområde för kolpulvret C. Undertrycket i centrum av injektionsdysan 1/införselomrádet suger ut kolpulver C och recirkulerad reaktionsprodukt Rs där de tre strömmarna mixas och förgasningsreaktionen startar.
Processgasen P som strömmar med överljudshastighet genom den ringformiga lavaldysan 15 skapar också en yttre recirkulation från dess periferi. Ytterligare reaktionsprodukt mixas in i förgasningsblandningen ifrån injektionsdysan 1 i centrum i 10 15 20 25 30 35 534 818 mixnings zonen M omedelbart utanför själva injektionsdysan 1.
Värme från den recirkulerade reaktionsprodukten hjälper den indirekta stràlningsvärmen i förgasningsreaktorn 2 att snabbt öka temperaturen på injicerat kolpulver C och processgas P till reaktionstemperatur för förgasningsprocessen.
Ledningarna, rören etc. vilka sammankopplar anläggningens enheter beskrivs eller visas inte i detalj. Ledningarna, rören etc. är lämpligt utformade för att fullgöra sin funktion, dvs. att transportera gaser och fasta ämnen mellan anläggningens enheter.
I Fig. l visas principerna för en injektionsdysa 1 som är ansluten till en indirekt värmd förgasningsreaktor 2 som normalt är en keramiskt infodrad reaktor. Injektionsdysan 1 har en lavaldysa 15 för processgas P som accelererar processgasen P till överljudshastighet. Primärt produceras syntesgas S i processen i förgasningsreaktorn 2.
Fasta kolpartiklar C tillförs injektionsdysan 1 tillsammans med processgasen P och en delmängd recirkulerad sekundär reaktionsprodukt Rs. Genom flödet av sekundära reaktionsprodukten Rs igenom separata kanaler i injektionsdysan kan undertrycket för kolinjektionen bitvis styras.
Kolpartiklarna C kommer företrädesvis från en pyrolys som föregått förgasningen. Storleken på kolpartiklarna C är företrädesvis avpassad för att ge så snabb reaktion som möjligt i reaktorn. Processgasen P kan vara ånga eller återvunnen och renad avgas från t ex förbränningssteget som värmer reaktorn. Om processgasen P är återvunnen avgas kan den innehålla både vattenånga (H20) och koldioxid (C02).
Processgasen P förvärms normalt av värme som utvinns ur utgående syntesgas S i en efterföljande värmeväxlare.
Processgasen har normalt ett övertryck som är stort nog relativt reaktortrycket för att uppnå överljudshastighet .
Processgasen med en hastighet > Mach 1 skapar en kraftig impuls in i reaktorn 2. Trycket för ånga är beroende av temperaturen ut ur värmeväxlaren enligt ovan. Trycket på recirkulerad avgas åstadkoms normalt med en kompressor. 10 15 20 25 30 35 534 Bfiß Impulsen från Processgasen P ur injektionsdysan 1 skapar i mixningszonen M återcirkulation av sekundär reaktionsprodukt Rs som dras med in i reaktionszonen R. Reaktionen som sker i reaktor 2 är att kolet C reducerar innehållet i processgasen P (H20 och C02) till syntesgas S (H2 och CO), vilken reduktion förbrukar den värme som tillförs processen genom brännare 4 som värmer indirekt. Värme tillförs förgasningsreaktionen genom strålning från brännare där förbränningen sker inuti stràlningstuber, genom att bränsle F och oxidationsmedel O förbränns till avgas FG dvs. separerat från förgasningsflödet.
Inget direkt gasutbyte sker i förgasningsreaktorn 2 mellan brännare 4 och processgas P eller dess reaktionsprodukter.
Injektionsdysan 1 åstadkommer genom sin överljudshastighet på processgasen P i in i reaktorn 2 förlängd uppehàllstid och möjlighet att driva förgasningsreaktionen närmare jämvikt.
Detta ger också högsta möjliga utbränningsgrad av kolpartiklarna C.
Utgående syntesgas S kan användas som energigas till förbränningsändamàl eller som bas för vidare förädling till flytande bränslen (Fischer Tropsch för typiska fordonsbränslen, metanolframställning eller liknande).
Injektionsdysan 1 är uppbyggd för att klara olika systemtryck i förgasningsreaktorn 2. Trycket i 2 kan styras från atmosfärstryck till mycket höga tryck (>l00 bar).
Injektionsdysan l är typiskt utformad med en keramisk del som anpassats till den keramiska infodringen i förgasningsreaktorn 2 samt en yttre del i temperaturhàllfast stål där kanaler för kol (C), processgas (P) och recirkulerad rektionsgas (Rs) går och slutligen blandas ut ur den nedre änden av dysan.
Injektionsdysan kräver alltid ett högre matningstryck på processgasen P än vad som är systemtrycket i förgasningsreaktorn 2. Denna tryckdifferens skapar också det undertryck som suger ut kolpartiklar C och meddragning av sekundär reaktionsprodukt RS. Lavaldysan skapar ett stort undertryck i förhållande till massflödet av Process-gas P när trycket är högt jämfört med en standard injektor med raka rör. 10 15 20 25 30 35 534 818 Det stora undertrycket från lavaldysan är gynnsamt för att kontrollera kvoten mellan massflödet av kol C och Processgasen P i förgasningsreaktorn 2 och därigenom att uppnå optimala reaktionsförhàllanden.
Materialval i injektionsdysan 1 styrs av temperaturen i förgasningsreaktorn 2 som i sin tur styrs av reaktionstemperaturen för att uppnå maximala utbyten av syntesgas S. Ett typiskt värde ligger inom intervallet 900- 1300°C. Materialval i keramiska och metalliska delar i injektionsdysan 1 anpassas efter vald temperaturnivà.
Homogenisering av temperaturen i reaktionszonen R uppnås snabbare än i normala injektionsdysor genom recirkulation av reaktionsgas Rs genom dels kanalerna 3 i injektionsdysan 1 och del mixningszonen M.
Syntesgasen S (H2 och CO) från förgasningsreaktorn 1 kommer att innehålla vätgas och kolmonoxid, samt viss del koldioxid och metan beroende på sammansättningen av ingående processgas P och vald temperatur.
Figur 2 visar ett utförande av en anordning för kolinjektion vid framställning av syntesgas. Injektionsdysan består av en metallisk del ll och en keramisk del 13 som bildar en enhet.
Injektionsdysan har en lavaldysa 15 för processgas P genom vilken den trycksatta gasen accelrerar till överljudshastighet. Kolpulver C matas typiskt med en matarskruv och ett pluggflöde fram till centrumröret/centrumkanalen 6 där pulvret blandas med recirkulerad reaktionsprodukt Rs som sugs in genom ytterligare kanaler 14. Processgasen P (företrädesvis ånga) matas genom anslutning 12 genom ett koncentriskt rör ner till lavaldysan 15 där Processgasen (ångan) med övertryck accelereras kraftigt genom lavaldysan 15 till överljudsfart (>Mach 1) under expansionen ur dysan (+p) och skapar ett undertryck (-p) i centrum som drar med sig kolpulver C och recirkulerad reaktionsprodukt Rs in i mixningszonen M där även periferin 10 15 534 818 från lavaldysan 15 skapar ett undertryck (-p) och recirkulerar reaktionsprodukt Rs i mixningszonen M.
Tänkbara modifikationer av uppfinningen Ett alternativt utförande är att injektionsdysan kan användas med en blandning av processgas enligt ovan med inblandning av syrgas vilket kraftigt höjer temperaturen i mixningszonen M och reaktionszonen R.
Ytterligare ett alternativt utförande är att injektionsdysan är horisontell varvid kolinjektionen C sker i horisontalplanet eller så nära horisontalplanet som processen tillåter.
Matningen av kolpulvret C kan utföras med en hydrualisk kolv istället för en matningsskruv som beskrivs i Fig. 2 ovan. Ännu ett alternativ är att kolpulvret C matas via en fluidiserad kanal med gastätt överföring genom slussmatare till ett vertikalt störtrör in i injektionsdysan.
När ett gastätt och undertryckstàligt matningssystem för kol används kan även de tryckreglerande kanalerna 14 i Fig 2 minimeras eller t o m utgå.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 40 534 818 Patentkrav
1. Förfarande för införande av pulverformigt material (C) i en förgasningsreaktor (2), varvid en till förgasningsreaktorn (2) tillförd processgas (P) reduceras av det pulverformiga materialet (C) till en syntesgas (S), och att det pulverformiga materialet (C) införs i förgasningsreaktorn (2) via ett införselomràde, att ett undertryck, via en lavaldysa(l5), genereras i införselomràdet för det pulverformiga materialet (C), att undertrycket genereras genom att processgasen (P) passerar genom lavaldysan (15), k ä n n e t e c k n a t av att processgasen (P) expanderar i ett förgasningsutrymme (5) hos förgasningsreaktorn (2).
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det pulverformiga materialet utgörs av kolpulver (C), och att en sekundär reaktionsprodukt (Rs) blandas med kolpulvret (C) i samband med kolpulvrets (C) införande i förgasningsreaktorn (2).
3. Förfarande enligt något av kraven 1-2, k ä n n e t e c k n a t av att det genererade undertrycket i införselomràdet suger in gaser och partiklar som befinner sig i förgasningsreaktorn (2), varigenom uppehâllstiden för gaserna och partiklarna i förgasningsreaktorn (2) förlängs.
4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att det genererade undertrycket i införselomrádet skapar en cirkulation av gaser och partiklar i förgasningsreaktorn (2), varigenom det sker en utjämning av koncentrationsskillnader i gassammansättning, en utjämning av temperaturvariationer pà grund av förgasningsreaktioner samt minimering av de stationära skikten runt i fögasningsreaktorn (2) anordnade brännare (4).
5. Anordning för införande av pulverformigt material (C) i en förgasningsreaktor (2), varvid en till förgasningsreaktorn (2) tillförd processgas (P) reduceras av det pulverformiga materialet (C) till en syntesgas (S), varvid anordningen utgörs av en injektionsdysa (1), att injektionsdysan (1) är försedd med ett centrumrör/en central kanal (6) för införande av det pulverformiga materialet (C) i förgasningsreaktorn (2), att injektionsdysan (1) innefattar en lavaldysa (15) som är anordnad utanpå det centrala röret (6), k ä n n e t e c k n a d av att centrumröret/den centrala 10 15 534 818 TC kanalen (6) mynnar direkt i ett förgasningsutrymme (5) hos förgasningsreaktorn (2).
6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att lavaldysan (15) är anordnad vid den ände av injektionsdysan (1) som är vänd mot ett förgasningsutrymme (5) hos förgasningsreaktorns (2).
7. Anordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att injektionsdysan (1) innefattar ytterligare kanaler (14) för àtercirkulation av en sekundär reaktionsprodukt (Rs), och att de ytterligare kanalerna (14) står i förbindelse med det centrala röret/den centrala kanalen (6) i området för den ände av injektionsdysan (1) som är vänd från förgasningsreaktorns (2) förgasningsutrymme (5).
8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att tvärsnittsdimensionerna hos de ytterligare kanalerna (14) kan varieras, varigenom en reglering av det av lavaldysan (15) skapade undertrycket sker.
SE1000461A 2010-05-06 2010-05-06 Förfarande och anordning för införande av pulverformigt material i en förgasningsreaktor, varvid anordningen innefattar en lavaldysa SE534818C2 (sv)

Priority Applications (19)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1000461A SE534818C2 (sv) 2010-05-06 2010-05-06 Förfarande och anordning för införande av pulverformigt material i en förgasningsreaktor, varvid anordningen innefattar en lavaldysa
JP2013509019A JP5923084B2 (ja) 2010-05-06 2011-05-05 合成ガス製造時の合成ガスの炭素注入および再循環の方法および装置
ES11777641T ES2706724T3 (es) 2010-05-06 2011-05-05 Método y dispositivo para inyección de carbono y recirculación de gas de síntesis durante la producción de un gas de síntesis
CN201180022912.3A CN102985516B (zh) 2010-05-06 2011-05-05 在制备合成气时用于碳注射和合成气再循环的方法和装置
US13/695,624 US8784688B2 (en) 2010-05-06 2011-05-05 Method and device for carbon injection and recirculation of synthesis gas when producing synthesis gas
PCT/SE2011/000079 WO2011139199A1 (en) 2010-05-06 2011-05-05 Method and device for carbon injection and recirculation of synthesis gas when producing synthesis gas
HUE11777641A HUE041573T2 (hu) 2010-05-06 2011-05-05 Eljárás és eszköz szén befecskendezésére és szintézisgáz keringetésére szintézisgáz elõállításakor
RU2012152231/05A RU2565695C2 (ru) 2010-05-06 2011-05-05 Способ и устройство для введения угля и рециркуляции синтез-газа при производстве синтез-газа
CA2798009A CA2798009C (en) 2010-05-06 2011-05-05 Method and device for carbon injection and recirculation of synthesis gas when producing synthesis gas
DK11777641.9T DK2566939T3 (en) 2010-05-06 2011-05-05 METHOD AND UNIT FOR CARBON INJECTION AND RECIRCULATION OF SYNTHESA GAS DURING SYNTHESE GAS
PT11777641T PT2566939T (pt) 2010-05-06 2011-05-05 Método e dispositivo para injeção de carbono e recirculação de gás de síntese ao produzir de gás de síntese
PL11777641T PL2566939T3 (pl) 2010-05-06 2011-05-05 Sposób i urządzenie do wdmuchiwania węgla i zawracania gazu syntezowego podczas otrzymywania gazu syntezowego
KR1020127030718A KR101797256B1 (ko) 2010-05-06 2011-05-05 합성 가스를 생산할 때 합성 가스의 재순환 및 탄소 주입을 위한 방법 및 장치
LTEP11777641.9T LT2566939T (lt) 2010-05-06 2011-05-05 Anglies įpurškimo ir sintezės dujų recirkuliacijos sintezės dujų gamybos metu būdas ir įrenginys
EP11777641.9A EP2566939B1 (en) 2010-05-06 2011-05-05 Method and device for carbon injection and recirculation of synthesis gas when producing synthesis gas
BR112012028295A BR112012028295B1 (pt) 2010-05-06 2011-05-05 método e dispositivo para introduzir carbono em pó em um reator de gaseificação
CL2012003061A CL2012003061A1 (es) 2010-05-06 2012-10-31 Método de introducción de material pulverulento en un reactor de gasificación a través de una zona de entrada mediante una tobera de laval, done el gas de proceso se expande en un espacio de gasificación en el reactor de gasificación; dispositivo para introducir material pulverulento.
HK13110662.1A HK1183318A1 (en) 2010-05-06 2013-09-16 Method and device for carbon injection and recirculation of synthesis gas when producing synthesis gas
CY20191100071T CY1122774T1 (el) 2010-05-06 2019-01-18 Μεθοδος και διαταξη εγχυσης ανθρακα και ανακυκλωσης αεριου συνθεσης κατα την παραγωγη αεριου συνθεσης

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1000461A SE534818C2 (sv) 2010-05-06 2010-05-06 Förfarande och anordning för införande av pulverformigt material i en förgasningsreaktor, varvid anordningen innefattar en lavaldysa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1000461A1 SE1000461A1 (sv) 2011-11-07
SE534818C2 true SE534818C2 (sv) 2012-01-10

Family

ID=44904541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1000461A SE534818C2 (sv) 2010-05-06 2010-05-06 Förfarande och anordning för införande av pulverformigt material i en förgasningsreaktor, varvid anordningen innefattar en lavaldysa

Country Status (19)

Country Link
US (1) US8784688B2 (sv)
EP (1) EP2566939B1 (sv)
JP (1) JP5923084B2 (sv)
KR (1) KR101797256B1 (sv)
CN (1) CN102985516B (sv)
BR (1) BR112012028295B1 (sv)
CA (1) CA2798009C (sv)
CL (1) CL2012003061A1 (sv)
CY (1) CY1122774T1 (sv)
DK (1) DK2566939T3 (sv)
ES (1) ES2706724T3 (sv)
HK (1) HK1183318A1 (sv)
HU (1) HUE041573T2 (sv)
LT (1) LT2566939T (sv)
PL (1) PL2566939T3 (sv)
PT (1) PT2566939T (sv)
RU (1) RU2565695C2 (sv)
SE (1) SE534818C2 (sv)
WO (1) WO2011139199A1 (sv)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100249251A1 (en) 2009-06-09 2010-09-30 Sundrop Fuels, Inc. Systems and methods for cyclic operations in a fuel synthesis process
US9295961B2 (en) * 2012-03-26 2016-03-29 Sundrop Fuels, Inc. Various methods and apparatuses for internally heated radiant tubes in a chemical reactor
EP3715320A1 (en) * 2019-03-27 2020-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for generating a gas-product
CN112725037A (zh) * 2019-10-28 2021-04-30 中国石油化工股份有限公司 一种气化炉和一种粉状物料气化方法
CN112725036A (zh) * 2019-10-28 2021-04-30 中国石油化工股份有限公司 混合物料进料方法、粉状物料气化方法和一种气化炉

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB713004A (en) 1950-08-17 1954-08-04 Koppers Gmbh Heinrich An improved apparatus for the production of combustible gases by the gasification of finely divided fuels
US2829957A (en) 1954-02-01 1958-04-08 Texas Co Method for production of carbon monoxide from solid fuels
DE2437856A1 (de) * 1974-08-06 1976-02-19 Lutz Tilo Kayser Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen druckfoerderung von feinstueckigem massengut
IN167217B (sv) 1985-04-16 1990-09-22 Dow Chemical Co
DE3813357A1 (de) * 1988-04-21 1989-11-02 Krupp Koppers Gmbh Vorrichtung fuer die vergasung von feinkoernigen bis staubfoermigen brennstoffen
US4858538A (en) * 1988-06-16 1989-08-22 Shell Oil Company Partial combustion burner
DD299920A7 (de) * 1989-12-27 1992-05-14 Freiberg Brennstoffinst Vorrichtung zur optischen ueberwachung von hochtemperaturreaktoren
US5714113A (en) * 1994-08-29 1998-02-03 American Combustion, Inc. Apparatus for electric steelmaking
ES2201667T3 (es) * 1998-08-28 2004-03-16 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Lanza multifuncional para la fabricacion de una caldo de metal fundido.
DE20001421U1 (de) * 2000-01-27 2000-05-11 Krc Umwelttechnik Gmbh Vorrichtung zur Vergasung von homogenen Brenn-, Rest- und Abfallstoffen
RU2188846C1 (ru) * 2001-08-13 2002-09-10 Плаченов Борис Тихонович Способ переработки углеводородного сырья
WO2003089369A1 (fr) * 2002-04-19 2003-10-30 Jfe Engineering Corporation Procede de production d'hydrogene, appareil de production d'hydrogene, installations de fourniture d'hydrogene, et procede de production d'energie electrique
GB0209364D0 (en) * 2002-04-24 2002-06-05 Boc Group Plc Injection of particulate material into liquid
SE0202836D0 (sv) * 2002-09-25 2002-09-25 Linde Ag Method and apparatus for heat treatment
US20070272538A1 (en) * 2006-05-26 2007-11-29 Satchell Donald P Flash pyrolosis method for carbonaceous materials
RU2333929C1 (ru) * 2007-02-26 2008-09-20 Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) Способ и установка для газификации твердого топлива

Also Published As

Publication number Publication date
EP2566939A1 (en) 2013-03-13
KR20130064744A (ko) 2013-06-18
CL2012003061A1 (es) 2013-03-01
HUE041573T2 (hu) 2019-05-28
LT2566939T (lt) 2019-02-11
CN102985516A (zh) 2013-03-20
PL2566939T3 (pl) 2019-07-31
JP5923084B2 (ja) 2016-05-24
WO2011139199A1 (en) 2011-11-10
US8784688B2 (en) 2014-07-22
RU2565695C2 (ru) 2015-10-20
JP2013525591A (ja) 2013-06-20
KR101797256B1 (ko) 2017-11-13
EP2566939A4 (en) 2013-12-25
CA2798009C (en) 2019-01-29
CN102985516B (zh) 2014-12-03
BR112012028295B1 (pt) 2018-10-30
ES2706724T3 (es) 2019-04-01
EP2566939B1 (en) 2018-10-31
HK1183318A1 (en) 2013-12-20
US20130048916A1 (en) 2013-02-28
PT2566939T (pt) 2019-01-24
RU2012152231A (ru) 2014-06-20
CY1122774T1 (el) 2021-05-05
DK2566939T3 (en) 2019-02-11
BR112012028295A2 (pt) 2016-11-01
CA2798009A1 (en) 2011-11-10
SE1000461A1 (sv) 2011-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220135892A1 (en) Sandwich gasification process for high-efficiency conversion of carbonaceous fuels to clean syngas with zero residual carbon discharge
US20180258349A1 (en) Apparatus for endothermic reactions
SE534818C2 (sv) Förfarande och anordning för införande av pulverformigt material i en förgasningsreaktor, varvid anordningen innefattar en lavaldysa
SE1051371A1 (sv) Tvåstegsförgasare som använder förupphettad ånga av hög temperatur
US9090838B2 (en) Active reformer
CN208898501U (zh) 用于生产合成气的燃烧器
JP2018538502A (ja) バイオマスガス化システムと統合された工業炉
CN106854127B (zh) 烃制乙炔和/或合成气的方法及装置
CN104593083A (zh) 一种新型生物质分步气化方法和装置
WO2017199192A1 (en) A process and system for the flow gasification of solid fuel for energy production, in particular bituminous coal, brown coal or biomass
US11739275B2 (en) Pulse detonation shockwave gasifier
JP2003113383A (ja) 気流層ガス化炉、ガス化方法、これらに用いるメタン改質バーナおよび改質方法
SE1001004A1 (sv) Produktion av kol vid indirekt värmd förgasning
US11459518B2 (en) Gasification unit, a method for producing a product gas and use of such a method
EP4144822A1 (en) Gasifier and gasification reactor with multiple combined reaction zones
EP4163251A1 (en) Reactor for partial oxidation of hydrocarbons
WO2023232209A1 (en) Pyrolysis plant and method for thermal mineralization of biomass and production of combustible gases, liquids and biochar
CN117050785A (zh) 一种分布式制氢加氢系统
CN117143631A (zh) 气化炉及其换热方法