气化器冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种气化器冷却系统。具体而言，一种系统包括气化器，所述气化器包括：气化区；围绕所述气化区的内壁和围绕所述内壁的外壁。系统还包括第一燃料源；第一燃料通道，第一燃料通道包括热交换部分，热交换部分与燃料喷射部分流动连通地连接，在内壁和外壁之间延伸，配置用于当气化器运行时从第一燃料源接收第一燃料以使第一燃料在外壁和内壁之间流动以便冷却气化器；燃料喷射部分从热交换部分接收所述第一燃料并将第一燃料喷射到气化区中；以及系统还包括换热器。

【技术实现步骤摘要】
气化器冷却系统
本文公开的主题涉及气化器，并且更具体而言，涉及用于冷却气化器的系统。
技术介绍
整体化联合气化循环(IGCC)发电设备能够相对清洁和高效地从各种烃进料(例如煤)产生能量。IGCC技术可使烃进料通过在气化器中与氧和蒸气反应而转化成一氧化碳(CO)和氢(H2)的气体混合物，即，合成气。在传统的联合循环发电设备中，可对这些气体进行清洁、处理，并将其用作燃料。气化器内发生的气化过程的温度可高达3500华氏度。因此，冷却系统可被用来冷却气化器。令人遗憾的是，现有冷却系统可导致大量能量浪费(例如热)和/或降低IGCC发电设备的效率。
技术实现思路
下面概述了与初始要求保护的专利技术的范围相当的某些实施例。这些实施例并非意图限制本专利技术要求保护的范围，相反，这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可包括与下面所述的实施例类似或不同的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括气化器，该气化器具有：气化区，围绕气化区的内壁，以及沿内壁延伸的第一燃料通道。第一燃料通道设置为用以使第一燃料流过以冷却气化器。该气化器设置为用以将第一燃料从第一燃料通道喷射到气化区中。在第二实施例中，一种装置包括气化器，该气化器具有：气化区，围绕气化区的内壁，围绕内壁的外壁，以及在内壁和外壁之间延伸的第一燃料通道。第一燃料通道设置为用以使第一燃料流过以冷却气化器。该装置还包括换热器，该换热器设置为用以从第一燃料通道的第一燃料传热给外部通道的流体。在第三实施例中，一种系统包括气化器，该气化器具有：气化区，围绕气化区的壁，以及沿壁延伸的非水流体通道。该非水流体通道设置为用以使非水流体流过以冷却气化器。该系统还包括设置为用以接收来自非水流体通道的非水流体的设备构件。附图说明当参照相关附图阅读下面的详细描述时，本专利技术的这些与其他特征、方式和优点将变得更好理解，附图中相同的标号在所有图中表示相同的部件，其中：图1是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统(activecoolingsystem)的气化系统的一个实施例的框图；图2是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的整体化联合气化循环(IGCC)发电设备的一个实施例的框图；图3是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；图4是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；图5是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；图6是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；图7是沿图4至图6中的线7-7所得到的气化器的一个实施例的截面图，其显示了使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的冷却剂管；图8是在图7中的线8-8内所得到的使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的一个实施例的局部示意性侧视图，其显示了上冷却剂集管与下冷却剂集管以及中间冷却剂管；图9是在图7中的线8-8内所得到的使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的一个实施例的局部示意性侧视图，其显示了向上和向下弯曲的冷却剂管；以及图10是在图7中的线8-8内所得到的使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的一个实施例的局部示意性侧视图，其显示了螺旋形的冷却剂管。项目清单100系统102燃料进料104氧106燃料通道108燃料通道110气化器112动力生产单元114动力生产单元116脱盐系统118工业化学物处理系统200动力设备系统202燃料进料203气化器204燃料通道206燃料通道210ASU(空气分离单元)211RSC(辐射式合成气冷却器)212渣213处理单元215HRSG(热回收蒸汽发生器)216洗涤器217硫218硫处理器220可分离的盐221LTGC(低温气体冷却)单元222水处理单元224燃烧器(CC)226燃气涡轮发动机228化学处理系统230变换反应器232化工设备234涡轮(T)236传动轴238压缩机(C)240负载242脱盐单元244蒸汽涡轮发动机(ST)246第二负载248脱盐系统250冷凝器252冷却塔260燃料进料冷却的气化器262控制器264阀266燃料进料268燃料通道270燃料进料272燃料通道274氧源280燃料进料冷却的气化器284控制器290阀292燃料进料294两个燃料通道296两个燃料通道298燃料进料源300燃料通道302混合室304燃料通道306氧源310燃料进料冷却的气化器314控制器316燃料进料318氧源320非水流体322阀328燃料通道330燃料通道334设备构件336设备构件338换热器340换热器342工作流体(workingfuid)344工作流体350燃料进料冷却的气化器354控制器356燃料进料358氧源360非水流体362阀368燃料通道370燃料通道374设备构件376设备构件378换热器380换热器400气化器406最外层408耐热层/内壁410气化区412管414管420第一集管(header)422第二集管424流体通道426出口428入口440流体通道448入口450流体通道454气化器具体实施方式下面将对本专利技术的一个或多个特定实施例进行描述。为了致力于提供这些实施例的简要描述，该说明书可能并未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实施方式的研发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标，例如遵循系统相关与商业相关的约束，该特定目标可根据不同的实施方式而有所不同。此外，应当理解，这种开发工作可能很复杂和耗时，但对于受益于本公开内容的普通技术人员而言仍然是设计、生产和制造的常规事项。在介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包括性的，并且意指可存在除所列元件之外的其他元件。公开的实施例涉及使用燃料进料作为冷却剂来主动地冷却气化器的系统和方法。主动冷却气化器的能力对于所有类型的气化器均是可能的，例如带有或不带有多进给喷射的拽流式气化器(entrainedflowgasifier)、固定床气化器、下流式气化器、上流式气化器和流化床气化器。燃料进料可包括含碳燃料，例如生物燃料(例如生物质)或化石燃料(例如烃或石油)。燃料可以是液体燃料、浆体燃料(例如煤浆)或能在流过冷却剂通道同时还能在气化器中气化的任何其他燃料。在下面详细论述的那样，主动冷却系统的实施例包括一个或多个通过气化器的冷却剂通道，以使燃料进料在燃烧前从气化器中吸热。在某些实施例中，燃料进料在从气化器吸热后被喷射到气化器中，并且在气化器内经历气化过程。在其他实施方式中，燃料进料在从气化器吸热后可经过换热器，以使燃料进料将所吸收的热量的至少一部分传递给另一种介质和/或设备的构件。例如，在从气化器吸热后，燃料进料可以传热给流体(例如气体或液体)，例如水、空气、溶剂、蒸汽或设备中的其他工艺流体。使热添加至流体可提高设备中其他构件的效率，并且因此整体地提高设备效率。所公开的主动冷却系统的实施例可减少对其他冷却剂的依赖、减少能量浪费的量(例如热)、减少用在气化器中的耐热材料的量(例如绝热砖或衬套)和提高了气化器的效率。例如，使热添加至燃料进料可通过直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：气化器，所述气化器包括：气化区；围绕所述气化区的内壁和围绕所述内壁的外壁；当所述气化器运行时用于向所述气化器输送第一燃料的第一燃料源；流动连通地连接到所述第一燃料源的第一燃料通道，其中所述第一燃料通道包括热交换部分，所述热交换部分与沿所述第一燃料流动方向处于所述热交换部分下游的燃料喷射部分流动连通地连接，所述热交换部分在所述内壁和外壁之间延伸；其中所述热交换部分配置用于当所述气化器运行时从所述第一燃料源接收第一燃料以使所述第一燃料在所述外壁和内壁之间流动以便冷却所述气化器；其中所述燃料喷射部分当所述气化器运行时从所述热交换部分接收所述第一燃料并将所述第一燃料喷射到所述气化区中；以及换热器，所述换热器设置在所述热交换部分和所述第一燃料通道的所述燃料喷射部分之间，其中所述换热器配置用于当所述气化器运行时，从所述第一燃料通道的所述热交换部分接收所述第一燃料并从所述第一燃料传热给外部通道的流体，并将所述第一燃料传送到所述第一燃料通道的所述燃料喷射部分。

【技术特征摘要】
2010.07.06 US 12/8311891.一种气化系统，包括：气化器，所述气化器包括：气化区；围绕所述气化区的内壁和围绕所述内壁的外壁；当所述气化器运行时用于向所述气化器输送第一燃料的第一燃料源；流动连通地连接到所述第一燃料源的第一燃料通道，其中所述第一燃料通道包括热交换部分，所述热交换部分与沿所述第一燃料流动方向处于所述热交换部分下游的燃料喷射部分流动连通地连接，所述热交换部分在所述内壁和外壁之间延伸；其中所述热交换部分配置用于当所述气化器运行时从所述第一燃料源接收第一燃料以使所述第一燃料在所述外壁和内壁之间流动以便冷却所述气化器；其中所述燃料喷射部分当所述气化器运行时从所述热交换部分接收所述第一燃料并将所述第一燃料喷射到所述气化区中；以及换热器，所述换热器设置在所述热交换部分和所述第一燃料通道的所述燃料喷射部分之间，其中所述换热器配置用于当所述气化器运行时，从所述第一燃料通道的所述热交换部分接收所述第一燃料并从所述第一燃料传热给外部通道的流体，并将所述第一燃料传送到所述第一燃料通道的所述燃料喷射部分。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括具有所述换热器的设备构件。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于包括具有所述换热器的锅炉以煮沸流体。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中所述锅炉包括溶剂锅炉配置用于蒸发溶剂。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中所述锅炉包括蒸汽发生器配置用于水汽化成蒸汽。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述气化器配置用于从第二燃料通道喷射第二燃料到所述气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，RA德普伊，JB科里，BC施泰因豪斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US