一种操作固定床干底气体发生器（１０）的方法，包括向气体发生器的气化室（１４）中装入平均颗粒大小至少为１ｍｍ的粗粒含碳物质（２０）和一种灰熔温度提高剂（３２）以形成含碳物质床层，向气化室中加入一种气化剂（２２、２４），并在气化室中将粗粒含碳物质气化生成合成气（３０）和灰分（２８）。灰分收集在含碳物质下方的一个灰分床层中，并从气化室中排出合成气和灰分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种操作固定床干底气体发生器(fixed bed drybottom gasifier)的方法。众所周知，向在成渣的气体发生器(slagging gasifier)中气化的含碳物质中加入添加剂例如钙化合物，以降低灰熔温度。但对于固定床干底气体发生器例如Sasol-Lurgi固定床干底气体发生器，则不希望灰分形成炉渣，因为其会导致气体发生器的操作不稳定或不能操作。因此必须在一定的温度范围内操作固定床干底气体发生器，以使最高气化温度低于进行气化的含碳物质的灰熔温度。一般通过减少通入气体发生器中的氧气或通过使用过量的蒸汽作为气化剂或缓和剂来操作气体发生器而达到这个目的。减少通入气体发生器中的氧气是不利的，因为会导致合成气产量的直接下降。使用过量的蒸汽来操作气体发生器也是不理想的，因为产生过量蒸汽所需的更多能量会降低气化过程的热效率。固定床干底气体发生器例如Sasol-Lurgi固定床干底气体发生器也称为移动床干灰气体发生器(moving bed dry ash gasifier)。本专利技术提供一种操作固定床干底气体发生器的方法，所述方法包括：向气体发生器的气化室中装入平均颗粒大小至少为1mm的粗粒含碳物质和一种灰熔温度提高剂，以形成含碳物质床层；向气化室中加入一种气化剂；在气化室中将粗粒含碳物质气化，生成合成气和灰分，灰分收集在含碳物质下方的一个灰分床层中；以及从气化室中排出合成气和灰分。一般，粗粒物质和灰熔温度提高剂通过一个位于含碳物质床层上方的闸门(lock)即煤闸门装入气化室。一般，灰分通过一个灰分闸门以干燥粗粒状形式采出，所述灰分闸门通过一个位于气化室底部的灰分排出口与气化室相通。气体发生器一般包括一个粗粒含碳物质分布器，所述分布器也界定-->一个气体收集区，合成气即从所述气体收集区采出。含碳物质床层优选为包括粗粒含碳物质和灰熔温度提高剂的均匀混合的床层。粗粒含碳物质优选具有至少3mm的平均颗粒大小，优选为至少4mm或更粗的颗粒。颗粒含碳物质优选为煤。灰熔温度提高剂可为一种固体物质或一种溶液，但申请人认为优选为固体物质。在这种情况下，颗粒含碳物质和固体灰熔温度提高剂一般为简单混合物的形式，即不发生粒化或类似变化，而是作为单个不均匀固体颗粒的混合物。即使在灰熔温度提高剂的水平相对较低时，也可获得所需的灰熔温度的提高。因此可将灰熔温度提高剂以小于5质量％、优选小于4质量％、更优选小于3质量％、典型地为约1质量％至约2质量％的量加入，所述百分比以气化室中形成的灰分计。灰熔温度提高剂可为一种能够与钙、镁、铁、钾、硅或钠的一种或多种化合物在提高的温度下反应生成下列产物的物质：所述产物与在粗粒含碳物质中存在的那些元素的化合物相比在更高温度下熔融。因此，灰熔温度提高剂可为酸性试剂，并且特别可为高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)或TiO2，更优选氧化铝(Al2O3)。当粗粒含碳物质为煤颗粒时，煤可在高于该煤的灰熔温度的温度下气化。气化温度可至少为1330℃，更优选为至少1345℃，再更优选为至少1360℃，最优选为至少1375℃，或者甚至为1400℃，但低于该煤颗粒与灰熔温度提高剂的混合物的灰熔温度。当颗粒含碳物质为煤颗粒时，合成气的H2/CO摩尔比可小于1.65，优选小于1.60，更优选小于1.50。现通过实施例并参照附图对本专利技术进行说明。在附图中，图1显示了固定床干底气体发生器的示意图；图2显示了典型的灰熔预测曲线图；图3显示了使用不同的酸性灰熔温度提高剂进行的灰熔温度实验检测结果图；-->图4显示了对在固定床干底气体发生器的气化区加入γ-Al2O3后液渣(slag-liquid)形成的减少的计算机模拟预测图；并且图5显示了对在固定床干底气体发生器的气化区加入γ-Al2O3后富铝红柱石的形成的计算机模拟预测图。参照图1，数字标记10总体表示固定床干底气体发生器例如Sasol-Lurgi气体发生器。气体发生器10包括煤闸门12、气化反应器14、旋转炉栅16和灰分闸门18。气体发生器10为压力气体发生器。使用过程中，颗粒大于4mm的分级后的煤原料20通过煤闸门12进入气化反应器14，并向下移动通过气化反应器14内部形成的床层。氧气原料22和蒸汽原料24在床层底部通过炉栅16进入。需要用氧气燃烧一部分煤以向吸热气化反应提供能量。一般一部分所用的蒸汽在气化夹套(未显示)中由输入该夹套中的锅炉给水生成。蒸汽压力为40bar(表压)，温度为约390℃，锅炉给水的压力为约40bar(表压)，温度为约105℃，氧气压力为约29bar(表压)，温度为约140℃。在气化器床层中，从顶部到底部之间不同的反应区域区别明显，即，一个在其中释放水分的干燥区、一个发生热解的脱挥发组分区、一个发生主要的吸热反应的还原区或气化区、一个放热氧化或燃烧区以及一个位于气化器床层底部的灰分床层。逆流操作方式使得热灰分与冷的进入试剂例如蒸汽和氧气或空气进行热交换，同时热的粗品气体与冷的进入的煤进行热交换。这使得分别由灰分闸门18和气化反应器14离开气体发生器10的灰分物流28和粗品气体物流30与使用其它类型的气体发生器时相比温度相对较低，从而提高了热效率并降低了气体发生器中蒸汽和氧的消耗。灰分在经过旋转炉栅16和灰分闸门18之后被去除。在气体发生器的热解区，释放出焦油、油和沥青等物质。由于压力干灰分移动床气体发生器10中操作温度相对较低，这些热解产物不被破坏。这些热解产物可用于制造有用的副产品例如氨、硫、甲酚和苯酚。以下为在气体发生器中发生的一些反应：燃烧：C+O2→CO2 ΔH＝-406kJ/mol还原：-->C+CO2 → 2CO ΔH＝160kJ/molC+H2O → CO+H2 ΔH＝119kJ/mol水煤气转换：CO+H2O → CO2+H2 ΔH＝-40kJ/mol甲烷形成：C+2H2 → CH4 ΔH＝-87kJ/molCO+3H2 → CH4+H2O ΔH＝-206kJ/mol3C+2H2O → CH4+2CO ΔH＝182kJ/mol气体发生器10中的温度分布随着煤移本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种操作固定床干底气体发生器的方法，所述方法包括 向气体发生器的气化室中装入平均颗粒大小至少为１ｍｍ的粗粒含碳物质和一种灰熔温度提高剂，以形成含碳物质床层； 向气化室中加入一种气化剂； 在气化室中将粗粒含碳物质气化，生成合成气和灰分，灰分收集在含碳物质下方的一个灰分床层中；以及 从气化室中排出合成气和灰分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】ZA 2005-2-1 2005/09241.一种操作固定床干底气体发生器的方法，所述方法包括
向气体发生器的气化室中装入平均颗粒大小至少为1mm的粗粒含
碳物质和一种灰熔温度提高剂，以形成含碳物质床层；
向气化室中加入一种气化剂；
在气化室中将粗粒含碳物质气化，生成合成气和灰分，灰分收集
在含碳物质下方的一个灰分床层中；以及
从气化室中排出合成气和灰分。
2.权利要求1的方法，其中含碳物质床层为包括粗粒含碳物质和
灰熔温度提高剂的均匀混合的床层，所述粗粒含碳物质具有至少3mm
的平均颗粒大小。
3.权利要求1或2的方法，其中粗粒含碳物质为具有至少4mm的
平均颗粒大小的煤。
4.上述权利要求中任意一项的方法，其中灰熔温度提高剂为酸性
物质。
5.上述权利要求中任意一项的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：JC范戴克，M科尔兹恩，
申请(专利权)人：塞索鲁奇科技特许有限公司，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]
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