从含碳燃料制造气体之方法技术

本发明专利技术是利用流化床反应器将固体燃料气化，其特征是借助于输送介质，将经分离的烟灰集中地或自数个安装高度相同的，刚好在流化床表面之上或表面之下的位置吹入反应器内，用一个或多个被冷却的喷杆，按照被输回的烟灰气化所需要的气化剂量，将一种或多种气化剂自反应器之中部集中地通至吹入点之水平位置，而被输回的烟灰在接近煤灰软点的温度下转化，在烟灰气化区和流化床气化区之间发生原料和热的交换．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术叙述一种从含碳燃料制造气体之方法，用一种或多种气化剂，采用流化床和烟灰气化之方法，将含碳燃料气化，在这里，将气化残渣从反应器之底部卸掉，生成气体自流化区往上升，经过反应器顶部之稳定区之后，离开反应器，生成气体中所含的烟灰得到透彻的分离，同时将被分离的烟灰输回反应器中。用流化床反应器将固体燃料气化，已知有好几种方法。这些方法中，重要的是将来自流化床的粉尘分离和后处理的问题。如果不进行后处理，大大降低了效率，则这方法只有在特殊的环境中，例如，当这些烟灰用于别的用途时，才会实用。所以，基本上所有的方法，都要将来自流化床的烟灰进行后处理，用上部的气化装置和/或至少将一部分烟灰输回流化床反应器内。一般的流化床反应器（温格勒发生器）的特点是通常所说的上部气化。按照此法，可以通过反应器壁内之喷嘴的环圈，将气化剂喷入流化床上面的自由空间，该喷嘴的位置是设在流化床之上。这些气化剂与来自流化床的气体反应;所产生的热用作被排放的烟灰中之碳份的气化〔J·Anwer，F·Bogner，Kohlevergasung    im    Flui-datbett（Winkler-Vergasung）Unter    Druck，Brenn-st·-Warme，Kraft    28（1976），57〕。-->由于必须防止其中所携带的灰粒液化或甚至变成面团状，上部气化中之气化剂量受限于气化产生的温度。相对于所使用的煤的灰性来说，如果温度太高，则会在反应器的自由空间的器壁上和连接车间的部件内结痂，对车间的运转影响不利。此外，由于在完全稳定区发生的上部气化引致气体出口的温度非常高时，也影响气化效率，这是由于以煤通入的一部分能量，不是以化学键热却以有效热的形式离开反应器。在流化床和上部气化装置之间没有发生热交换。在所谓的HTW一方法中，Rheinische    Braun    Kohlen-werke    AG.用普通的上部气化，将粗的烟灰输回反应器内。利用一个或数个设在不同高度的喷环，将用作上部气化剂通入反应器内。普通的温格勒方法也同样存在不利。由于运用普通的温格勒方法时，气化剂之通入量受限于煤灰开始粘结的温度，其中还必须考虑到接近器壁之最高温度。一小部分的煤灰从气化器之底部卸走，而大部分的煤灰却利用旋风分离器，使其以飘尘的形式从工艺中排掉。在别的方法（Westinghouse，The    Westinghoase    Coal    Gasification    Process，国际气体研究会，1980年6月;U-气体方法，能量研究1980年版第4卷，149页）中，将第一个旋风分离器分离出来的烟灰，用蒸汽或循环气体等输入流化床内，在流化床的底部与已鲜煤一起，在气化剂的作用下，在高温中转化，煤灰凝聚并可以以成团的形式从气化剂之底部排出。转化期间所发生的高温区，是流化床的主要部分。由于商业使用的需要，需要将工厂扩大，则出现问题。-->本专利技术之目的就是为了克服已知方法中所存在的不利和不适当的问题，同时指出，开头所提到的，该种类型的方法，充分利用了燃料中的碳，并采用固体的方法有效地降低了气流的负荷，甚至使流化床中的反应更加顺利。本专利技术之另一个目的是指出一种方法，不必受到已知方法的限制，可以将经分离的烟灰进行后一气化期间所产生的能量利用于整个生产过程，最后，本专利技术志在创造一种发生器，使生产可以便利地进行。为此目的，本专利技术提供开头提到的一种生产方式，借助输送介质，将经分离的烟灰集中地或自数个安装高度相同的，刚好在流化床表面之上或表面之下的位置吹进反应器内，用一个或多个被冷却的喷杆，按照被输回的烟灰气化所需要的气化剂量，将一种或多种气化剂自反应器之中部集中地通至吹入位置之水平面，被输回的烟灰在接近于煤灰软点的温度下转化，原料和热交换在烟灰气化区和流化床气化区之间产生。用来气化被输回的烟灰之气化剂，从顶部输入反应器内较好。利用上述推荐的方法，可用气化剂将含碳固体物质转化成可燃烧的气体。经过一个简单的后处理之后，生成的气体具有加热气体或合成气体之特性。建议使用挥发组分含量高的活性的固体燃料，尤其是褐煤，初期的硬煤，泥煤和木。然而也可以使用挥发组分含量较少的燃料。使用煤的时候，应使用预先碾碎和干燥之煤。例如，煤之粒度范围可以在0-8mm之间，残余的水份，硬煤应小于5%而褐煤应小于12%较好。使用氧气、空气或蒸汽，以及它们的组合较好，使用多种气化剂时，可将其个别或以混合物之方式输入反应器内。-->本方法权宜地在压力下进行，在高至80巴的压力下较好。然而，本方法也可以在常压下工作。利用一种适当的奔流系统，使将要气化的粗燃料产生反应器之操作压力，同时用一种机械的加料系统连续地计量流入反应器之流化床区。根据反应器的设计，流化床的高度约为1-3米。将要气化之燃料输入流化床区之中央，而也可将气化剂通入较低之流化床区。气化期间产生的熔渣自流化床跌落，并从反应器之底部排出。流化床的温度取决于所使用的燃料，约为800℃至1000℃。例如，使用褐煤时的温度约为800℃至900℃，而使用初期的活性硬煤约为900-1000℃。控制流化床，使其可以将所通入的将被气化的燃料中之50%的碳转化成气体。剩余的碳以烟灰的形式离开流化床，同时与生成气体一起进入一个稳定的气室，该气室的横截面比流化床区之横截面大（Fws∶Fbr≌0.5）。因此，降低了气体之流速，使较大的烟灰粒不能再保持悬浮而跌回流化床中。利用抽气装置，将遗留的烟灰和生成的气体一起送入一个干热的除尘装置，进行分离。同时将生成的气体进一步通入后处理装置进行后处理，而被分离的烟灰则输入热保温的收集缸内。此收集缸起一个缓冲缸的作用。利用一种输送介质，将烟灰定量地自此收集缸输回反应器内，使稳定运转中的烟灰的遗留量保持在一定的标准。所有蒸汽、惰性气体、工艺气体和二氧化碳，以及它们之混合物，都可以用作输送介质。将这些输送气体预热至500-700℃较好。较好的输送气体为二氧化碳和过热蒸汽;尤其是过热蒸汽。-->按照本方法，是将烟灰集中地或自数个对称地设在反应器上的高度相同的位置吹进反应器内。烟灰输回管线中之输送压力高于反应器之操作压力，并且必须足以将被输回的烟灰输送到反应器之中央。控制吹入喷嘴，使其输送方向不是与反应器之中轴相就是与绕着反应器中央的虚圈平面相切。交点或虚圈平面之高度不是直接在流化床之表面上就是正好在流化床中。与此同时，将根据烟灰完全转化所需要的气化剂量输入，用一个被冷却的中心喷枪，自反应器之头（顶）部吹至吹入位置或平面。使用氧气或氧气和蒸汽之混合物较好。也可以用一圈的冷却喷枪来代替单个的冷却喷枪。换句话说，也可以通过一个设在反应器中央之中心喷枪，将烟灰吹进反应器内。在还这情况下，自反应器之顶部设置的喷枪，可以用一个或一圈同轴的冷却的气化剂喷枪。建议，烟灰的气化在反应器中心，接近流化床表面的高度之限定的空间内进行，烟灰气化的温度比流化床中普遍的温度高，粉尘气化之产物进到流化床中，而以软化或液态形式出现的熔渣则凝聚和固化，而将热传给流化床。利用上述粉尘的转化，可使温度达到非常接近于所述燃料之灰软点或在灰燃点之上。这些温度使燃料粒子的灰份结构凝聚，那些灰份结构在气化过程中是渐渐暴露的。由于它们的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含碳燃料制造气体之方法，用一种或多种气化剂，采用流化床和烟灰气化之方法，将含碳燃料气化，在这里，将气化残渣从反应器之底部卸掉，生成气体自流化床区往上升，经过反应器顶部之稳定区之后，离开反应器，生成气体中所含的烟灰得到透彻的分离，同时将被分离的烟灰输回反应器中，其中规定，借助于输送介质，将经分离的烟灰集中地或自数个安装高度相同的，刚好在流化床表面之上或表面之下的位置吹入反应器内，用一个或多个被冷却的喷杆，按照被输回的烟灰气化所需要的气化剂量，将一种或多种气化剂自反应器之中部集中地通至吹入点之水平位置，而被输回的烟灰，在接近煤灰软点的温度下转化，在烟灰气化区和流化床气化区之间发生原料和热的交换。

【技术特征摘要】
1、一种从含碳燃料制造气体之方法，用一种或多种气化剂，采用流化床和烟灰气化之方法，将含碳燃料气化，在这里，将气化残渣从反应器之底部卸掉，生成气体自流化床区往上升，经过反应器顶部之稳定区之后，离开反应器，生成气体中所含的烟灰得到透彻的分离，同时将被分离的烟灰输回反应器中，其中规定，借助于输送介质，将经分离的烟灰集中地或自数个安装高度相同的，刚好在流化床表面之上或表面之下的位置吹入反应器内，用一个或多个被冷却的喷杆，按照被输回的烟灰气化所需要的气化剂量，将一种或多种气化剂自反应器之中部集中地通至吹入点之水平位置，而被输回的烟灰，在接近煤灰软点的温度下转化，在烟灰气化区和流化床气化区之间发生原料和热的交换。2、如权利要求1之方法，特定其中之气化是在反应器之压力为1-80巴的压力下进行的。3、如权利要求1或2中之任一种方法，特定一些用来气化被输回的烟灰之气化剂是从顶部输入反应器内。4、如权利要求1-3中之任一种方法，特定应事先将气化剂预热。5、如权利要求1-4中之任一种方法，规定将经分离的烟灰收集在粉尘收集缸中同时将烟灰计量地输回反应器内，使稳定运转中的烟灰的遗留量保持在一定的标准。6、如权利要求1-5中之任一种方法，规定其中之烟灰是自数个对称地排列在反应器上的，高度相同的位置吹入反应器内，使其输送方向与反应器之中轴相交。7、如权利要求1-6中之任一种方法，规定其中之烟灰是自数个对称地排列在反应器周围的，交度相同的位置吹入反应器内，使其输送方向与环绕着反应器中轴的虚圈相切。8、如权利要求1-5中之任一种方法，规定通过一个中心的喷杆，将烟灰吹入反应器内。9、如权利要求1-8中之任一种方法，其中规定烟灰之气化限制在反应器中心，大致在流化床表面上的空间内进行，烟灰气化的温度比流化床普遍的温度高，粉尘气化产物排给流化床，而软化或液态的熔渣发生结块和固化的同时，将热传给流化床。10、如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德弗兰肯，汉斯克劳斯肖特，
申请(专利权)人：碳气技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]