气化炉的水激冷制造技术

本发明专利技术提供了用于气化原料的系统和方法。原料被引入到升管；第一氧化剂被引入到该升管内的第一混合区，由此在所述第一混合区内的靠近所述第一氧化剂的引入点产生第一高温区；第一水流被引入到所述第一高温区以降低其中的温度；第二氧化剂被引入到该升管内的第二混合区，由此在所述第二混合区内的靠近所述第二氧化剂的引入点产生第二高温区；第二水流被引入到所述第二高温区以降低其中的温度。所述原料、第一氧化剂和第二氧化剂在该升管内的气化区中被气化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景领域本文描述的实施例总体涉及到气化炉和气化炉的运行方法。更具体地，这样的实施例涉及到在氧化剂被引入其中的一个或多个部位降低气化炉内的温度。相关技术描述气化是将含碳原料转化为大多气态的混合物的高温工艺过程，该混合物包括一氧化碳、二氧化碳和氢气。气态产物一般被称为合成煤气或者更简称为合成气。合成气可以作为氢气源，用于生产其它有机化学物质，和/或产生蒸汽和/或发电。因此，气化通过将原料转化为可投放市场的产品而使其得低价值的原料增值。气化炉包括用于将原料和氧化剂转化为合成气的升管。在氧化剂进入升管的地点产生热。所产生的热造成具有温度能导致气化炉内的结构应力的局部热区或区域。为了降低在氧化剂进入点的温度，蒸汽时常在进入点伴随氧化剂被引入，或是与氧化剂相混合，或是独立于氧化剂引入。由于已存在例如超过100℃的高温，蒸汽的冷却效果有限。在升管内循环的灰分也能通过吸热来降低在氧化剂进入点处的温度。但当灰分吸收该附加热时，灰倾向于软化，并且由于灰分软化，故它能聚集成团并在气化炉内造成堵塞或障碍。因此，人们需要用于降低在气化炉内的局部热区处的温度的改进的系统和方法。附图说明图1示出了根据描述的一个或多个实施例的示例性气化炉。图2示出了根据描述的一个或多个实施例的示例性气化系统。具体实施方式图1示出了根据一个或多个实施例的示例性气化炉100。气化炉100可包括升管102、第一分离器如第一旋风分离器130、第二分离器如第二旋风分离器140、立管150和回收管线160。升管102可以包括第一或“下”混合区104、第二或“上”混合区106以及气化区108。经管线110的一种或多种原料(示出一种)可以被引入到第一混合区104、第二混合区106和/或气化区108中。例如，经管线110的原料可以如图1所示被引入到气化区108中。同样地，经管线112、114的一种或多种氧化剂(示出两种)可以被引入到第一混合区104、第二混合区106和/或气化区108中。例如，经管线112的氧化剂可以被引入到第二混合区106，经管线114的氧化剂可以被引入到第一混合区104中。经管线110的原料和经管线112、114的氧化剂可以如图所示被分开引入到气化炉100中和/或作为混合物(未示出)被引入。经管线110的原料和经管线112、114的氧化剂可以被依次和/或同时引入到气化炉100中。在靠近经管线114的氧化剂进入到第一混合区104中的进入点的局部区、区段、空间或区域(第一高温区)120内可能产生热。例如，在局部区域120内的热可以至少部分通过经管线110被引入的原料的至少一部分的燃烧和/或沉积在从颗粒床或固体床152被引入到升管102中的循环颗粒上的碳的至少一部分的燃烧而产生。术语“进入点”可以是指或包括装有原料和/或氧化剂的管线110、112、114与升管102相交的地点。在局部区域120内的温度的范围可以从低的1000℃、约1050℃、约1100℃、或约1150℃至高的约1200℃、约1250℃、约1300℃、约1350℃、或约1400℃。在靠近经管线112的氧化剂进入到第二混合区106中的进入点的局部区、区段、空间或区域(第二高温区)118中也可能产生热。例如，在局部区域118内的热可以至少部分通过经管线110被引入的原料的至少一部分的燃烧和/或沉积在从颗粒床或固体床152被引入到升管102中的循环颗粒上的碳的至少一部分的燃烧而产生。在局部区域118内的温度的范围可以从低的约900℃、约950℃、或约1000℃至高的约1100℃、约1200℃、或约1300℃。在靠近经管线110的原料进入到升管102中的进入点的局部区、区段、空间或区域(第三高温区)116中也可能产生热。例如，在局部区域116内的热可以至少部分通过经管线110被引入的原料的至少一部分的燃烧和/或沉积在从颗粒床或固体床152被引入到升管102中的循环颗粒上的碳的至少一部分的燃烧来产生。在局部区域116内的温度的范围可以从低的约800℃、约850℃、或约900℃至高的约1000℃、约1100℃、或约1200℃。在至少一个实施例中，区域116、118、120可具有对应于进入管线110、112、114的横截面积的横截面积(宽度×高度)。例如，该横截面积的范围可以从小的约5cm2、约10cm2、约20cm2、约40cm2、约60cm2、或约80cm2至大的约100cm2、约200cm2、约400cm2、约600cm2、约800cm2、约1000cm2或更大，这取决于升管102和/或气化炉100的尺寸。在另一个例子中，该横截面积的范围可以从小的约0.001m2、约0.01m2、约0.1m2，或约0.5m2至大的约1m2、约3m2、约5m2、约7m2或更大，这至少部分取决于升管102和/或气化炉100的尺寸。区域116、118、120也可以具有从管线110、112、114进入升管102的深度，从而产生一空间。例如，该深度的范围可以从小到约1cm、约2cm、约4cm、约6cm、约8cm、或约10cm至大到约20cm、约40cm、约60cm、约80cm、约100cm、约150cm、约200cm或更大，这取决于升管102的尺寸。为了至少部分降低、防止、消除、抑制或以其它方式抵消在局部区域(高温区)116、118、120中至少部分通过经管线110的原料和/或经管线112、114的氧化剂的引入而形成或造成的发热，经管线122、124、126的水可以分别被引入到区域116、118、120中。至少一部分的水可以在进入升管102时被汽化，水的汽化潜热可被用来至少部分激冷或降低区域116、118、120内的温度。通过所述另一方式，至少部分汽化经管线122、124、126引入的水的一部分所需要的能量或热可以通过在局部区域116、118、120中产生的热来提供，因此减少了会升高气化炉在局部区域116、118、120内的温度的热量。更具体地，经管线126的水(“第一水流”)被引入到经管线114的氧化剂(“第一氧化剂”)被输入的区域120中。经管线126的水可以与经管线114的氧化剂分开地被注射、喷射或雾化喷入到区域120中，或者经管线126的水就在进入区域120之前被注射、喷射或雾化喷入到经管线114的氧化剂中。同样地，经管线124的水(“第二水流”)被引入到经管线112的氧化剂(“第二氧化剂”)被输入的区域118中。经管线124的水可以与经管线112的氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气化原料的方法，包括：将原料引入到升管；将第一氧化剂引入到该升管内的第一混合区，由此在所述第一混合区内的靠近所述第一氧化剂的引入点产生第一高温区；将第一水流引入到所述第一高温区以降低其中的温度；将第二氧化剂引入到该升管内的第二混合区，由此在所述第二混合区内的靠近所述第二氧化剂的引入点产生第二高温区；将第二水流引入到所述第二高温区以降低其中的温度；和在该升管内的气化区中将所述原料和第一氧化剂和第二氧化剂气化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.30 US 13/4598971.一种用于气化原料的方法，包括：
将原料引入到升管；
将第一氧化剂引入到该升管内的第一混合区，由此在所述第一混合区内
的靠近所述第一氧化剂的引入点产生第一高温区；
将第一水流引入到所述第一高温区以降低其中的温度；
将第二氧化剂引入到该升管内的第二混合区，由此在所述第二混合区内
的靠近所述第二氧化剂的引入点产生第二高温区；
将第二水流引入到所述第二高温区以降低其中的温度；和
在该升管内的气化区中将所述原料和第一氧化剂和第二氧化剂气化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一水流处于约90℃和约
120℃的温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一水流处于3900kPa和约
4500kPa的压力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一高温区处于约1050℃和
约1250℃的温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二高温区处于约900℃和
约1200℃的温度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一氧化剂以约12000kg/hr
和约50000kg/hr的速度被引入，并且其中所述第一水流以约5000kg/hr和约
10000kg/hr的速度被引入。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二氧化剂以约12000kg/hr
和约50000kg/hr的速度被引入，并且其中所述第二水流以约2000kg/hr和约
5000kg/hr的速度被引入。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一氧化剂和第一水流被分
别引入所述第一混合区，在被引入到第一混合区中之前被混合，或者第一混
合区中混合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述第一高温区包括燃烧循
环经过其中的含碳颗粒。
10.一种用于气化原料的方法，包括：
将原料引入到升管；
将第一氧化剂引入到该升管，由此在该升管内的靠近所述第一氧化剂的
引入点产生第一高温区；
将第一水流引入到所述第一高温区以降低其中的温度；
在该升管内将所述原料和第一氧化剂转化为包括合成气和颗粒的混合
物；
在第一旋风分离器内将该混合物分离成第一合成气流和第一颗粒流，其
中所述第一合成气流包括残余颗粒；
将所述第一颗粒流从所述第一旋风分离器转送至立管；
在第二旋风分离器内将所述第一合成气流分离成第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·阿布贾哈扎雷，P·V·史密斯，R·B·斯特雷特，
申请(专利权)人：凯洛格·布朗及鲁特有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US