TW201433633A - 加熱高溫溫克勒氣化爐之方法 - Google Patents

加熱高溫溫克勒氣化爐之方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201433633A
TW201433633A TW102144803A TW102144803A TW201433633A TW 201433633 A TW201433633 A TW 201433633A TW 102144803 A TW102144803 A TW 102144803A TW 102144803 A TW102144803 A TW 102144803A TW 201433633 A TW201433633 A TW 201433633A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gasifier
burner
cyclone
head
high temperature
Prior art date
Application number
TW102144803A
Other languages
English (en)
Inventor
Domenico Pavone
Dobrin Toporov
Ralf Abraham
Original Assignee
Thyssenkrupp Uhde Gmbh
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 Thyssenkrupp Uhde Gmbh filed Critical Thyssenkrupp Uhde Gmbh
Publication of TW201433633A publication Critical patent/TW201433633A/zh

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
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C10J3/56—Apparatus; Plants
    • 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
    • C10J3/723—Controlling or regulating the gasification process
    • 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
    • C10J3/726—Start-up
    • 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
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/36—Moving parts inside the gasification reactor not otherwise provided for
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

一種加熱高溫溫克勒氣化爐的方法，其作法是在啟動氣化爐時使用至少一種加熱用的燃燒器，其中氣化爐頭有配備一個旋風分離器，此旋風分離器具有一個將在旋風分離器內分離出的微粒送回氣化爐底部之流化床的回流管，這種方法能夠以比較簡單的方式加熱高溫溫克勒氣化爐(HTW)，而且基本上與氣化爐的尺寸無關。為達到上述目的，本發明的方法是在氣化爐的頭部區域安裝至少一個向下作用到氣化爐內部的燃燒器，同時產生一道通過旋風分離器的回流管朝反方向移動的氣流。

Description

加熱高溫溫克勒氣化爐之方法
本發明是一種加熱高溫溫克勒氣化爐的方法，其作法是在啟動氣化爐時使用至少一種加熱用的燃燒器，其中氣化爐頭有配備一個旋風分離器，此旋風分離器具有一個將在旋風分離器內分離出的微粒送回氣化爐底部之流化床的回流管，此外本發明還包括一種具有相應配備的高溫溫克勒氣化爐。
為了運轉這種氣化爐，必須先將由氣化爐/旋風分離器管構成的系統加熱。也就是要將耐火牆加熱到相當於容許溫度梯度的工作溫度，因加熱在耐火牆內產生的蓄熱的作用是將流化床材料加熱到啟動點火過程所需的溫度。以一套實際運轉的設備為例，此設備要以設置在氣化爐底部區的3個相同的煤氣燃燒器(功率均為0.7MW)進行加熱。在這個例子中，必須在設備處於停機狀態時安裝煤氣燃燒器，在完成加熱過程後，在啟動氣化爐之前必須將煤氣燃燒器拆掉，其中在啟動之前還必須將必要的氣化爐套管封住。
這種操作方式的一個很大的缺點是不能立刻 將已完成加熱的氣化爐點火，這是因為拆除燃燒器至少需要1個小時的時間，在此期間會產生大量的熱損耗。另一個缺點是，拆除燃燒器的工作人員會暴露在高溫中，因此必須穿戴適當的保護裝備。
由於氣化爐的運轉容量要盡可能的高，例如硬煤的供應量為160t/h，需要的氣化爐的直徑大約是3.5至4m，高度大約是30m。這種氣化爐至少需要4個加熱燃燒器，而且必須將這4個理論上需要的燃燒器安裝到氣化爐的錐形部分內，但是實務上卻無法做到。
歐洲專利EP 0 500 517 A1提出一種啟動生產生鐵之設備的方法，這種方法也需要先將設備的某些部分加熱。
本發明的目的是提出一種能夠以比較簡單的方式加熱高溫溫克勒氣化爐(HTW)的方法，而且基本上與氣化爐的尺寸無關。
為達到上述目的，本發明提出的方法是在氣化爐的頭部區域安裝至少一個向下作用到氣化爐內部的燃燒器，同時產生一道通過旋風分離器的回流管朝反方向移動的氣流。
透過這種操作方式，也就是說在氣化爐頭部安裝一個燃燒器，以及使氣化爐內居優勢地位的流動條件反向，就可以利用相對較簡單的裝置達到對氣化爐進行理想的加熱的目的，而且在加熱過程中無需安裝及拆除燃燒器。
附屬請求項的內容為本發明之方法的擴充方式，其中可以按照化學計量或低於化學計量的方式運轉燃燒器。
本發明的另一種擴充方式是，按照低於化學計量的方式運轉燃燒器時，另外透過不同的噴嘴平面將氣化爐底部區域所需的燃燒空氣噴入。
本發明的另一種擴充方式是，在從氣化爐通往旋風分離器的輸送管內設有一個由溫度控制的閥，特別是在啟動過程中可以將通往旋風分離器的輸送管封閉，以產生逆向的流動。
本發明的另一種擴充方式是，在達到需要的氣化爐啟動溫度時，位於氣化爐頭部的燃燒器被退回到微粒濃度較低的區域。
另一種可能的方式是向燃燒器輸送冷卻劑，以防止微粒熔化，其中可以直接從氣化爐頭部將冷卻劑送入，也可以使用間接的冷卻的方式。
為了達到前面提及的目的，本發明還提出一種高溫溫克勒氣化爐，其具有一個配屬於氣化爐頭部的旋風分離器，以及具有一個從旋風分離器通往氣化爐之底部區域的固體物回流管，其中在氣化爐頭部設有至少一個作用到氣化爐內部的燃燒器。
如前面所述，一種有利的方式是，在啟動時將旋風分離器與氣化爐頭部的功能分開。因此本發明在氣化爐頭部及旋風分離器之間的連接管內設置一個阻擋閥或扼流閥。
在未預先公開的德國專利DE 10 2012 004 590中揭示的解決方法有描述在氣化爐頭部及旋風分離器之間的連接管內的流動。
根據另一種擴充方式，燃燒器可以沿著軸向移動，以便在氣化爐運轉期間，能夠將燃燒器定位在微粒濃度較低的區域。一種有利的方式是可以透過燃燒器引入冷卻劑，以防止微粒熔化。
本發明對於燃料的種類並無特別的限制。啟動氣化爐所需的燃燒器可以使用氣態、液態或固態燃料，例如天然氣、石油、或是含碳的粉末狀材料。
1‧‧‧高溫溫克勒氣化爐
2‧‧‧耐火牆
2a‧‧‧下方錐形區域
2b‧‧‧頭部區域
3‧‧‧旋風分器
4‧‧‧封閉閥
5‧‧‧輸送管
6‧‧‧回流管
7‧‧‧頭部加熱燃燒器
8‧‧‧雙箭頭
9‧‧‧箭頭
10‧‧‧噴嘴
11‧‧‧箭頭
12‧‧‧箭頭
以下配合一個圖式對本發明的內容做進一步的說明。這個圖式是以示意方式繪出一個高溫溫克勒氣化爐的斷面圖。
第1圖顯示的是高溫溫克勒氣化爐1的一個斷面。氣化爐體是由耐火牆2構成，氣化爐底部的錐形區域2a具有形成流化床所需的裝置。在頭部區域2b有一個旋風分離器3，旋風分離器3具有一個在運轉時可經由封閉閥4控制的輸送管5，其中被分離出來的固體微粒會經由回流管6被送回位於氣化爐底部區域2a的下方流化床。
為了能夠啟動，本發明的高溫溫克勒氣化爐具有至少一個位於頭部2b的燃燒器7，其中燃燒器7可以經由未在圖式中詳細繪出的裝置沿著箭頭8的方向進 到氣化爐內，同時在氣化爐達到正常運轉時，燃燒器7可以向外離開氣化爐，至少到達燃燒器的噴嘴不會被污染物或添加物弄髒的位置。在啟動時，高溫的燃燒產物是沿著箭頭9的方向通過反應爐。在達到必要的啟動溫度後，氣流基本上是朝啟動及打開高溫閥4時的反方向移動。
為了能夠對流化床及氣化爐內的反應產生更大的影響，在錐形區域2a及流化床的過渡區域設有進氣噴嘴10。
在頭部區域，箭頭11代表送入燃料，箭頭12代表輸入空氣。
當然以上描述的本發明的實施例可以有許多不同的變化方式，但都不會超出本發明的基本構想。例如可以使用一個以上的燃燒器，另外也可以沿水平方向撤出燃燒器，以取代前面描述的沿垂直方向撤出燃燒器。
1‧‧‧高溫溫克勒氣化爐
2‧‧‧耐火牆
2a‧‧‧下方錐形區域
2b‧‧‧頭部區域
3‧‧‧旋風分器
4‧‧‧封閉閥
5‧‧‧輸送管
6‧‧‧回流管
7‧‧‧頭部加熱燃燒器
8‧‧‧雙箭頭
9‧‧‧箭頭
10‧‧‧噴嘴
11‧‧‧箭頭
12‧‧‧箭頭

Claims (10)

  1. 一種加熱高溫溫克勒氣化爐的方法，其作法是在啟動氣化爐時使用至少一種加熱用的燃燒器，其中氣化爐頭有配備一個旋風分離器，該旋風分離器具有一個將在旋風分離器內分離出的微粒送回氣化爐底部之流化床的回流管，其中在氣化爐的頭部區域安裝至少一個向下作用到氣化爐內部的燃燒器，同時產生一道通過旋風分離器的回流管朝反方向移動的氣流。
  2. 如請求項1的方法，其中按照化學計量或以低於化學計量的方式運轉燃燒器。
  3. 如請求項2的方法，其中在按照低於化學計量的方式運轉燃燒器時，另外透過不同的噴嘴平面將氣化爐底部區域所需的燃燒空氣噴入。
  4. 如前述請求項中任一項的方法，其中在從氣化爐通往旋風分離器的輸送管內設有一個由溫度控制的閥。
  5. 如前述請求項中任一項的方法，其中在達到需要的氣化爐啟動溫度時，位於氣化爐頭部的燃燒器被退回到微粒濃度較低的區域。
  6. 如前述請求項中任一項的方法，其中向燃燒器輸送冷卻劑，以防止微粒熔化。
  7. 高溫溫克勒氣化爐(1)，具有一個配屬於氣化爐頭部(2b)的旋風分離器(3)或離心分離器，以及具有一個從旋風分離器(3)通往氣化爐之底部區域(2a)的固體物回流管(6)，其中在氣化爐頭部(2b)設有至少一個作用到氣化爐內部的燃燒器(7)。
  8. 如請求項7的高溫溫克勒氣化爐，其中在氣化爐頭部(2b)及旋風分離器(3)之間的連接管(5)內設有一個阻擋閥或扼流閥(4)。
  9. 如請求項7或8的高溫溫克勒氣化爐，其中燃燒器可以沿著軸向(雙箭頭8)移動，以便在氣化爐運轉期間，能夠將燃燒器(7)定位在微粒濃度較低的區域。
  10. 如請求項7或之後任一項的高溫溫克勒氣化爐，其中可以透過燃燒器(7)引入冷卻劑，以防止微粒熔化。
TW102144803A 2012-12-12 2013-12-06 加熱高溫溫克勒氣化爐之方法 TW201433633A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012112182.6A DE102012112182A1 (de) 2012-12-12 2012-12-12 Verfahren zum Aufheizen eines Hochtemperatur-Winkler-Vergasers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201433633A true TW201433633A (zh) 2014-09-01

Family

ID=49765470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102144803A TW201433633A (zh) 2012-12-12 2013-12-06 加熱高溫溫克勒氣化爐之方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20150322356A1 (zh)
EP (1) EP2931850A1 (zh)
CN (1) CN104981535A (zh)
AU (1) AU2013357639A1 (zh)
BR (1) BR112015013735A2 (zh)
CA (1) CA2894573A1 (zh)
DE (1) DE102012112182A1 (zh)
RU (1) RU2015125173A (zh)
TW (1) TW201433633A (zh)
WO (1) WO2014090599A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2936301B1 (fr) * 2008-09-23 2010-09-10 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif optimises de combustion par boucle chimique sur des charges hydrocarbonees liquides

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3366080A (en) * 1966-12-08 1968-01-30 Dorr Oliver Inc Fluidized bed combustion system
US4013428A (en) * 1976-01-26 1977-03-22 The Marquardt Company Coal gasification process
US4134738A (en) * 1978-04-10 1979-01-16 Foster Wheeler Energy Corporation Automated poking system for coal gasifier
US4323366A (en) * 1978-12-29 1982-04-06 Voest-Alpine Ag Apparatus for the gasification of coal
US4498909A (en) * 1982-11-02 1985-02-12 Dm International, Inc. Process for the gasification of fuels
DE3335544A1 (de) * 1983-09-28 1985-04-04 Herwig 1000 Berlin Michel-Kim Reaktorvorrichtung zur erzeugung von generatorgas aus brennbaren abfallprodukten
DE3439600A1 (de) * 1984-10-30 1986-05-07 Carbon Gas Technologie GmbH, 4030 Ratingen Verfahren zur erzeugung von schwefelarmem gas aus feingemahlenen kohlenstoffhaltigen feststoffen
US4781576A (en) * 1986-08-28 1988-11-01 Shell Oil Company Retractable burner for coal gasification plants
DE3702892A1 (de) * 1987-01-31 1988-08-11 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren und einrichtung zur behandlung von koernigen feststoffen in einer wirbelschicht
DD276135A1 (de) * 1988-10-12 1990-02-14 Bergmann Borsig Veb Vorrichtung zum anfahren von wirbelschichtfeuerungen
AT395435B (de) 1991-02-19 1992-12-28 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur inbetriebnahme einer anlage zur herstellung von roheisen oder stahlvormaterial, sowie anlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE4136935C2 (de) * 1991-11-11 1994-10-06 Rheinische Braunkohlenw Ag Zyklonabscheider
US6174161B1 (en) * 1999-07-30 2001-01-16 Air Products And Chemical, Inc. Method and apparatus for partial oxidation of black liquor, liquid fuels and slurries
CN2461925Y (zh) * 2001-02-13 2001-11-28 王同章 一种循环流化床气化炉
US6485296B1 (en) * 2001-10-03 2002-11-26 Robert J. Bender Variable moisture biomass gasification heating system and method
US20080190026A1 (en) * 2006-12-01 2008-08-14 De Jong Johannes Cornelis Process to prepare a mixture of hydrogen and carbon monoxide from a liquid hydrocarbon feedstock containing a certain amount of ash
CN201010630Y (zh) * 2006-11-24 2008-01-23 太原海力丰科技发展有限公司 流化床粉煤气化反应器
AT504863B1 (de) * 2007-01-15 2012-07-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zur erzeugung von elektrischer energie in einem gas- und dampfturbinen (gud) - kraftwerk
US7976593B2 (en) * 2007-06-27 2011-07-12 Heat Transfer International, Llc Gasifier and gasifier system for pyrolizing organic materials
NL2002330C2 (nl) * 2008-12-15 2010-06-16 Essent En Produktie B V Vergassen van vaste brandstoffen in een circulerend wervelbed.
US20100325956A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 General Electric Company Cooling chamber assembly for a gasifier
KR101072578B1 (ko) * 2009-09-07 2011-10-11 한국전력공사 유동층 연소 보일러의 기동 연소제어장치
KR101227631B1 (ko) * 2010-08-26 2013-01-30 한국전력공사 순환 유동층 보일러 및 순환 유동층 보일러에서 탈황 방법
DE102012004590A1 (de) 2012-03-07 2013-09-12 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Zentrifugalabscheider

Also Published As

Publication number Publication date
US20150322356A1 (en) 2015-11-12
AU2013357639A1 (en) 2014-06-19
DE102012112182A1 (de) 2014-06-12
EP2931850A1 (de) 2015-10-21
CA2894573A1 (en) 2014-06-19
WO2014090599A1 (de) 2014-06-19
BR112015013735A2 (pt) 2017-07-11
CN104981535A (zh) 2015-10-14
RU2015125173A (ru) 2017-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170275543A1 (en) Downdraft Fixed-Bed Gasifier for Producing a Product Gas from Pourable Biomass Particles
CN105026725B (zh) 原料气化方法及设备
CN101605876B (zh) 在加压下对固体燃料进行气流床气化的方法和装置
CN103764802B (zh) 操作气化炉的系统和方法
CN1404566A (zh) 气化和/或熔化物质的反应器及方法
CN103409169A (zh) 气化装置及以水煤浆或粉煤为原料的在线投料方法
EP2940386A1 (en) Waste material melting furnace
RU2347139C1 (ru) Способ газификации конденсированных топлив и устройство для его осуществления
JP5358984B2 (ja) ２塔式ガス化炉の原料供給装置
US2706150A (en) Gas producer for use with a turbine power plant
JP6929649B2 (ja) スラグ排出システム、ガス化炉設備、ガス化複合発電設備、およびスラグ排出システムの運転方法
TW201433633A (zh) 加熱高溫溫克勒氣化爐之方法
CN104531221A (zh) 一种能同时处理粉煤和水煤浆的气化炉结构
US2509866A (en) Low-temperature combustion and apparatus therefor
CN203360395U (zh) 以水煤浆或粉煤为原料的气化装置
JPS6239193B2 (zh)
US4135893A (en) Mixing method and device
JP4154371B2 (ja) 流動床式ガス化溶融炉の廃棄物供給停止時における保温方法
US20150107496A1 (en) Biomass gasifier system for power generation
CN105102591A (zh) 流化床气化炉
JP6901165B2 (ja) 平衡接近反応器
JP6331149B2 (ja) 廃棄物ガス化溶融装置及び廃棄物ガス化溶融方法
JP2006317053A (ja) 廃棄物を熱分解ガス化する設備における自己熱熱分解方法及び装置
JP5783078B2 (ja) 廃棄物ガス化溶融炉のクリンカの破壊・発生抑制装置
JP2004263969A (ja) 熱分解ガス化溶融システム