TWI461524B - 自合成氣體淬取用的反應器排出爐渣的方法 - Google Patents

Description

自合成氣體淬取用的反應器排出爐渣的方法

本發明涉及一種自合成氣體淬取用的反應器之水浴中排出爐渣之方法，其中該爐渣藉由一種分隔容器而引導至一較低的壓力位準。

在由含碳之燃料中製造一種合成氣體時所形成的爐渣必須由所設置的水浴中排出而成為固體。此種例子基本上包括DE 600 31 875 T2或DE 37 14 915 A1，其中後者是與EP 0 290 087 A2相對應。

為了進行適當的分離，特別是熱分離，在重力方向中在反應器下方在該分隔容器之前同樣在重力方向中在該分隔容器下方設有適當的閉塞機構，以便可規律地打開或關閉，使所形成的爐渣能以裝填的方式而由該反應器之水浴轉移至該分隔容器中且然後由該分隔容器中排出。

US 4 487 611或DE 40 12 085 A1基本上對應於EP 0 452 653，其中描述了該水浴中的溫度應儘可能高，以便可使用該處的潛熱或使用可感知的熱而防止高的冷卻水需求，其中該水浴的溫度在適當的壓力下不應超過水的蒸發溫度。

上述方法顯示了一系列的缺點，此乃因冷卻只在該分隔容器中進行或只在分隔過程之前進行，使得爐渣/分隔系統之全部的構件(其包括現有的爐渣壓碎機、閥、管線及類似物件等)都將由於較高的溫度而受到較大的負載。這表示對所使用的材料有較高的需求，其中在每一分隔室中由於溫度的變化而使該分隔容器之區域中的膨脹特別大。此外，該分隔容器中或水交換器中的冷卻只有短暫地在排出作用之前需要較高的時間需求，這樣會使週期時間增加。

由US 4 465 496和EP 0 101 005 A2中已知在將爐渣排出之前須將一種水流導入至該分隔容器中，以使爐渣冷卻且同樣使該分隔容器中已存在的水量被冷卻或被更換。於是，在該分隔容器未受到應力時所產生的煙霧可大大地減少或不會產生。

上述習知方法的缺點在於，需施加較高的尖峰冷卻功率以使爐渣和該分隔容器冷卻，此乃因如上所述該分隔容器中須確保溫度小於100℃，以防止煙霧的形成，否則會由於安全上的原因而使冷卻功率上升，其中如上所述該冷卻作用不能連續地進行且已加熱的冷卻水通常只具有一種較該水浴的溫度小很多的溫度而不能用來冷卻該爐渣。因此，所需的額外水量很可觀，此乃因該冷卻功率只可經由額外水量而導入至該分隔容器中。

本發明的目的是施加一種低溫至與爐渣之排出有關的組件，其中以所需的最小冷卻功率來使爐渣立即排出而不需更換水。

利用上述方法，本發明的目的以下述方式來達成：在由氣體產生器之水浴或圍繞此水浴之壓力容器而來之爐渣之出口區域中，一種在較另一組件(例如，該分隔容器)之入口支件之橫切面還大之橫切面的一區域中的冷卻水流供應至爐渣流中，以便可在排出管中造成一種溫度層。

藉由本發明，可達成一系列的優點，此乃因藉由很早就供應至該爐渣流之冷卻水流可使該爐渣流立即冷卻，以使隨後的各構件，例如，管線、閉塞機構、該分隔容器及其它類似物件等等，都只會承受到小很多的溫度，此時的設計方式是使該冷卻水流在爐渣壓碎機之區域中或區域前短暫地供應至該爐渣流中。

因此，可將該冷卻水流供應至橫切面較大的一區域中，以防止爐渣形成橋接現象，且可藉由該溫度層而在熱的水浴和冷的分隔容器之間形成一種隔離作用，以防止熱水無意中被冷卻。本發明中須將冷卻水饋入其它位置，該些位置上該溫度層不再受水浴之紊流(turbulence)所影響。

在本發明之一種佈置中，其設計方式是使該冷卻水流藉由壓力容器出口和橫切面變細區之間的環形間隙或類似區域而在該分隔容器之入口處向前移動。

利用此種方式，則可達成一種最佳的溫度層，此乃因可均勻地將冷水導入且只有在足夠遠的位置處才進行抽出。藉由水的抽出，可形成一種受拘束而向下的水流，此時可達成一種儘可能小的流動速率以使爐渣被足夠地冷卻，同時可確保一種強迫式的向下流動。例如，橫切面變細區之一些可能的橫切面實際上的直徑為0.5至2米，較佳是1米。

此處，本發明的設計方式亦可為：在較小的流動速率時將冷卻水流供應至爐渣流之輸送管中。

在一特殊的佈置中，本發明的設計方式是：使用冷卻水流作為爐渣流用的液壓輸送媒體，以對抗重力而將爐渣輸送到至少一分隔容器中。

藉由上述措施，可達成一系列的優點，此乃因該分隔容器可設立在該反應器之旁。這樣可使構造上的高度較小，即，在設計一種將爐渣排出用的裝置時容器的尺寸不會受到限制，亦可無問題地使用多個分隔容器，其以規律方式或以平分方式來處理相對應的爐渣流。一特殊的優點在於，水平輸送管之來自氣化器之膨脹可被吸收。

此處須指出：以液壓方式來輸送固體當然已為人所知，其中一個例子是DE 10 30 624。

如上所述，本發明亦可設計成：將冷卻水流輸送至一種較該分隔容器之入口支件之橫切面還大之橫切面的一區域中的爐渣流。

此處，若該冷卻水流在重力方向中回流至該分隔容器之前，則本發明亦可設計成：已回流的冷卻水之一部份被引導至該分隔容器之下部區域中，較佳是被引導至該分隔容器之下部的支件中，以便捲起較微細的爐渣粒子且因此可在爐渣排出時使可能的阻塞、橋接的形成或類似現象都不會發生；有些情況下亦可使爐渣進一步被冷卻。

在本發明的另一佈置方式中，亦可將該反應器或圍繞該反應器之壓力容器之出口區中的冷卻水流之一部份以與固體流相反的方向而在水浴的方向中傳送，以防止水流由該水浴中流出。因此，可確保熱量不會另外由該水浴中抽出，此時可進行一種調整，以完全防止水的更換。

若設有多於一個的分隔容器，則本發明的另一佈置方式是：使冷卻水流及/或爐渣流分配到至少二個分隔容器及/或交替地供應到該至少二個分隔容器。藉由交替地供應至不同的分隔容器，則可比較連續地將爐渣取出，即，當其中一分隔容器已清空時，另一個分隔容器又能以爐渣來填入等等。

本發明亦涉及一種相對應的裝置以進行上述方法，此裝置的特徵為：爐渣冷卻管對準重力的方向而設置在該反應器的出口處，該爐渣冷卻管設有一種環形空間以緩和地以環形的形式來提供一種冷卻水流。此種措施可藉由緩和地供應該冷卻水流而保持一種溫度層。

本發明中該相對應的裝置的特徵在於，爐渣導引管和冷卻管所具有的橫切面為0.5至2米，較佳是1米，以使冷卻路徑內部中的輸送速率和流動速率均勻化且亦可均勻地形成一種溫度層。

如上所述，上述形式顯示了本發明之一特別適當的佈置形式，但本發明不限於此。藉由本發明，可使用已存在的設備組件，此乃因通常已設有一些組件，其將水由該分隔容器中排出且因此在該分隔容器的方向中造成爐渣流。此處因此只需一種熱交換器和一橫切面更寬的管區段(其可使水噴入)，以達成所期望的目的。本發明中由於冷水導入至隔離層的下方，則只會造成一種很小的熱交換作用。冷水因此只經由熱爐渣來標示。此種方式可使效率改善且同時可使設備組件有較小的熱負載。

本發明的其它特徵、細節和優點描述在以下的說明和圖式中。

第1圖所示的線路中，1表示簡單地顯示一種具有水浴3之壓力容器2的構造，其中由水浴3所排出的爐渣在爐渣壓碎機4中壓碎且傳送至分配器5中。分配器5將爐渣例如交替地傳送至一分隔容器A和另一分隔容器B，此二個分隔容器是以6a和6b來表示。為了有規律地將爐渣由各別的分隔容器中取出，則在各分隔容器之前須設有閥7a和7b且在各分隔容器之後設有閥8a和8b。

對本發明而言重要的是，冷卻水回流管線(通常以9來表示)藉由閥10a和10b而將冷卻水由各分隔容器6a和6b中取出，此時該冷卻水經由泵11和熱交換器12而傳送且經由管線區段9a而回流至該爐渣壓碎機4之區域中及/或經由管線區段9c而在爐渣壓碎機4之前回流至橫切面較大之管線13a。情況需要時須對位於該爐渣壓碎機4和該分配器5之間用來進行額外的液壓輸送的管線13進行測量，使爐渣流可藉由所傳送的冷卻水來冷卻。

第1圖中虛線所示的是另一管線，其用來使冷卻水回流至該壓力容器2之下部區域中。此管線區段是以9b來表示，其中可設有另一回流管線，其以9c來表示，用來將水導引至該分隔容器之下部區域中，例如，將水導引至各別的分隔容器之下部支件中，以在需要時構成一種逆向流動，其可捲起污泥粒子及類似物。

在第2圖的實施例中，功能與第1圖相同之組件都設有與第1圖相同的符號。第2圖與第1圖主要的差異在於，第2圖中該二個分隔容器6a和6b不是在重力方向中配置在該壓力容器2的下方而是配置在該壓力容器2之旁。此處，該管線13用作液壓輸送線。該二個分隔容器6a和6b直立在該壓力容器2旁的區域中，這樣就幾乎不必或完全不必考慮特殊的構造上的措施或熱膨脹。整個設備的構造高度可大大地減少。

第3圖中顯示該壓力容器2之出口，其中該水浴延長至該壓力容器2之出口處的漏斗3中且由環形通道14所圍繞著，冷卻水經由管支件15而緩和地導入至該環形通道14中。熱隔離線15以點線來表示。主要的溫度的一種例子顯示在第3圖中，但本發明不限於此。

當然，上述的實施例可就很多方面來變化而不會脫離本發明的基本構想，因此在第1圖的形式中亦可在該壓力容器2下方只設有一個分隔容器。當由於技術上的原因或其它因素而需要時，第1圖中亦可像第2圖所示一樣而設有多於二個的分隔容器。

1．．．構造

2．．．壓力容器

3．．．水浴

4．．．壓碎機

5．．．分配器

6a,6b．．．容器

7a,7b．．．閥

8a,8b．．．閥

9,9a,9b,9c．．．管線

10a,10b．．．閥

11．．．泵

12．．．熱交換器

13,13a．．．管線

14．．．通道

15．．．管支線

第1圖顯示一具有分隔容器之排出區的已簡化之原理上的連接圖，該分隔容器在重力方向中定位在反應器下方。

第2圖類似於第1圖，其構造包括直立在反應器旁的分隔容器。

第3圖顯示壓力容器出口之已放大的一部份之圖解。

1．．．構造

2．．．壓力容器

3．．．水浴

4．．．壓碎機

5．．．分配器

6a,6b．．．容器

7a,7b．．．閥

8a,8b．．．閥

9,9a,9b,9c．．．管線

10a,10b．．．閥

11．．．泵

12．．．熱交換器

13,13a．．．管線

Claims (9)

1. 一種自合成氣體淬取用的反應器排出爐渣的方法，其中該爐渣藉由一分隔容器而引導至一較低的壓力位準，此方法的特徵在於，在由氣體產生器之水浴或圍繞該氣體產生器之壓力容器之水浴而來之爐渣之出口區域處設有爐渣冷卻管，其在橫切面比另一設備組件例如分隔容器之入口支件之橫切面還大的區域中將冷卻水流供應至爐渣流中，以便可在排出管中造成一溫度層，其中，該冷卻水流藉由壓力容器出口和橫切面變細區之間的環形間隙或類似區域而在該分隔容器之入口處向前移動，並使用冷卻水流作為爐渣流用的液壓輸送媒體，以對抗重力而將爐渣輸送到至少一分隔容器中。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在較小的流動速率時將冷卻水流供應至爐渣流之輸送管中。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該冷卻水流藉由傳送至該分隔容器之水流之至少一部份回流來提供，其中該回流經由熱交換器而傳送。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中已回流的冷卻水之一部份被引導至該分隔容器之下部區域中，較佳是被引導至該分隔容器之下部的支件中。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中將該反應器或圍繞該反應器之壓力容器之出口區中的冷卻水流之一部份以與固體流相反的方向而在水浴的方向中傳送，以防止水流由該水浴中流出。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中使冷卻水流及/或爐渣流分配到至少二個分隔容器及/或交替地供應到該至少二個分隔容器。
7. 一種用來進行如申請專利範圍第1項所述方法之裝置，其特徵在於，爐渣冷卻管對準重力的方向而設置在該反應器的出口處，該爐渣冷卻管設有一環形空間以緩和地以環形的形式來提供冷卻水流。
8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中爐渣導引管和冷卻管所具有的橫切面為0.5至2米，以使冷卻路徑內部中的輸送速率和流動速率均勻化且亦可均勻地形成一溫度層。
9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中爐渣導引管和冷卻管所具有的橫切面為1米。