本发明专利技术描述了一种用于三级冷却和清洗系统的装置，所述装置用于处理在气流式气化过程之后的热原始气体和液态熔渣。在此，首先在第一级中通过由在自由腔中的环状和/或壁式喷嘴喷入水来冷却和预清洗原始气体和熔渣。此后，在作为第三冷却和清洗级地在环状腔中再次实现深度喷注之前，原始气体和熔渣连同剩余水一起输送给作为第二级的水浴池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于冷却和清洁气流式气化设备的原始气体的组合的急冷系统和清洗系统的装置，在所述装置中具有氧气和比如水蒸气的减速剂(Moderator)但是也具有二氧化碳的粉末状燃料在1200°C至1900°C之间的温度和高达1MPa的压力下转变成富含CO和H2的原始气体。
技术介绍
粉末状燃料可以理解为不同渗碳程度的精细研磨的煤炭、生物粉尘、像焦炭那样的热预处理的产物、通过“烘焙(Torrefact1n)”的烘干产物以及来自市政和商业的余料和废料的高热值的馏分(Frakt1n)。粉末状燃料能够作为气体-固体悬浮物或者作为液体-固体悬浮物供给气化。正如专利文献DE 4446803和EP 0677567示出的那样，气化反应器能够设有冷却罩或者耐火的外壳。正如在文献DE 19718131中描述的那样，原始气体和熔融的熔渣在此根据不同的在所述
中采用的系统能够被分开或者一起从气化装置的反应腔中被排出。气流式气化过程由于细尘地研磨的燃料颗粒和较短的反应时间在气化腔中引起在原始气体中升高的粉尘组分。该烟道粉尘根据燃料的反应能力由炭黑、未转变的燃料颗粒以及精细的熔渣和粉尘颗粒组成。尺寸在具有直径大于0.5mm的粗糙颗粒和具有直径最大至0.1 μπι的精细颗粒之间变化。颗粒从原始气体的可分离性与该直径、但是也与其组成有关。基本上，在炭黑和粉尘或者说熔渣颗粒之间能够区分，其中炭黑颗粒通常更小和更难从原始气体分离。熔渣颗粒有较高的密度并且进而较好的可分离性，但是与此相对地具有较高的硬度和进而腐蚀作用。这导致在分离器和引导原始气体的管路中加剧的磨损并且能够引起安全相关的泄漏和寿命限制。为了去除由燃料产生的粉尘而使用不同的清洗系统。在专利文献DE 10 2005 041 930中和在“煤炭精制” DGMK，汉堡，2008年12月，Schingnitz，“GSP方法”的章节中描述了目前的
技术介绍
。然后，气化原始气体与由燃料灰在1200°C至1900°C的温度时形成的熔渣一起离开气化腔并且在随后的急冷腔中通过喷入过剩水冷却并且清除所述熔渣和以少量夹带的粉尘，其中所述急冷腔能够构成为自由急冷腔或者配备引导原始气体的中心管。例如在文献DE 10 2007 042543中公开了自由腔急冷系统，其中用水喷洒离开气化腔的原始气体并且在底部中在顶盖结构下方抽出。文献DE 10 2006 031816示出了完全没有装备的自由急冷腔，其中在一个或者多个层面上急冷水以这种量注入，从而原始气体被冷却并且以水蒸气饱和并且过剩的急冷水在底部中单独地或者与分离的熔渣一起抽出。专利文献DE 199 52 754、DD145 860和DD 265 051示出了具有中心管的变形方案，在文献DE 199 52 754中中心管以文氏管的形式构造，在文献DD145 860中原始气体在中心管的端部上经历以大型泵的形式的附加的清洗，在文献DD265 051中在中心管的端部上用于分配流出的原始气体的元件应该负责均匀的流出。文献CN 101003754-B描述了具有中心管的浸浴急冷装置，在所述中心管中来自气化反应器的热原始气体与同样热的熔渣一起向下引入到水浸浴中并且作为气体-水悬浮物在构造为双管的导管的环状间隙中向上流动。气体-水分离发生在导管的上端部上。在环状间隙中向上涌流的气体-水悬浮物应该保护内部中心管避免过热。根据专利文献DE 10 2007 042 543的方案具有以下缺点，即通过较大直径的管路的自由腔对于原始气体排出并且顶盖结构对于夹带的熔渣和粉尘出现沉积面，这按照本专利技术导致堵塞。文献DE 10 2006 031816要求热原始气体从气化腔中均匀地流出，因为否则可能存在承压的容器壁的热过载的风险。根据文献DE 199 52 754的文氏管的布置能够导致在气化腔中不期望的压力波动，所述压力波动由于其较短的有效时间在控制技术上几乎无法补偿。像在专利文献DD 256 051和DD 224 045中那样，进入到急冷和清洗腔中的装备能够通过特别是精细粉尘部分的火山灰特性在一定的煤炭和灰分类型中导致耐受水泥的冲洗，所述冲洗同样导致堵塞和压力损失的升高。该风险同样在根据文献CN101003754-B的方案中存在。如果在中心管的内管和外管之间的间隙阻塞，则热原始气体在未冷却的内管中向下流动，这能够导致其热破坏并且通过过热附加地危害急冷腔的压力罩。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于冷却热的气化气体和夹带的液态熔渣的装置，其中一方面应当实现热原始气体冷却直至由过程压力决定的饱和水蒸气温度；同时另一方面应当实现熔渣和粉尘的分离；并且另外应当实现在原始气体中较高的氢含量。该任务通过具有权利要求1所述的特征的装置得到解决。从属权利要求描述了本专利技术的有利的设计方案。按照本专利技术，多个彼此依次相连接的冷却和清洗级彼此组合。热的气化气体连同由燃料灰形成的液态熔渣一起离开气化反应器经过特别的流出装置并且到达作为第一级的自由急冷腔中。通过由直接在流出装置上的喷嘴环13喷入冷却和清洗水到热的气流中已经实现冷却直至取决于过程压力的饱和温度和第一次除尘。在此如此计量喷注的水量，即充分地润湿随后的装置。所述自由急冷腔向下通过漏斗状的插入件9封闭，所述部件将预冷却的原始气体和熔渣经由管状延续部分引导到作为第二操作级的水浴池7中。当粗糙的熔渣颗粒向下分离时，在水浴池中除去精细粉尘，由原始气体作为吹洗柱穿流过所述水浴池。离开吹洗柱的原始气体在离开冷却和清洗装置之前再次通过喷嘴环5施加清洗水作为第三级，以便拦截尽可能多的精细粉尘含量。通过所述三个串联相接的冷却和清洗级和在此在以水冷却原始气体时在一氧化碳和水蒸气之间进行的转化反应达到在原始气体中较高的氢含量。冷却和清洗的水蒸气饱和的原始气体接下来输送给其他外部处理级。为了防止压力罩3过热，特别在自由急冷腔的区域中能够设置内部水罩10。此外能够通过导环17引导在吹洗柱中的原始气体。【附图说明】以下根据两张附图对本专利技术的一种实施例进行阐述。在此附图示出: 图1是根据本专利技术的技术方案的冷却和清洗系统，其中该图示出了旋转对称的系统的剖面，并且 图2是具有用于吹洗柱级2的附加的导向装置17的冷却和清洗系统。在所述附图中，相同的附图标记表示相同的元件。【具体实施方式】在根据图1的具有通过冷却罩12约束反应腔的气化反应器I中，在净功率500MW时68t/h的煤粉在加入含氧气化剂和水蒸气下借助自加热部分氧化在4.2MPa的当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于处理热原始气体和液态熔渣（11）的装置，所述热原始气体和液态熔渣在以1200℃至1800℃的温度和高达10MPa的压力对粉末状燃料进行气流式气化的过程中产生，其中：‑气化反应器（1）和急冷器布置在压力罩（3）中；‑所述气化反应器（1）通过原始气体和熔渣卸料口（16）与所述急冷器相连接；‑水浴池（7）位于所述急冷器的底部中；‑在所述急冷器中邻接于所述原始气体和熔渣卸料口（16）地布置有自由急冷腔（2），所述自由急冷腔（2）具有用于注入冷却和清洗水的喷嘴（15）；‑在所述急冷器中邻接于所述自由急冷腔（2）地布置有漏斗（9），所述漏斗在其上端部上以所述急冷器的内壁密封，并且所述漏斗以其下端部浸入到所述水浴池（7）中；‑在漏斗（9）、水浴池和急冷器的内壁之间的腔室中形成环状通道；‑所述环状通道与原始气体排出口（6）相连接；‑在所述环状通道中布置有喷嘴环（5）以便注入冷却和清洗水。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F汉内曼，M申格尼茨，H托特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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