制取合成气的方法及设备技术

通过在反应器中将碳质燃料与含氧气体进行部分燃烧来制备合成气的方法和设备．同时产生的熔渣通过反应器底部的排渣口被除去，然后借助重力作用将其通入水池中进行急冷而被固化，通过将水池中水位降低到隔板下端以下而把浮在水池水面上的固化渣除去，该隔板被布置在水池中并且把水池分成上部急冷区和下部捕集区，通过再提高水位到隔板上端以上来捕集隔板下面的浮渣，经布置在捕集区顶部的排出口将捕集的渣从水池中排出．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于通过碳质燃料与含氧气体在反应器中进行部分燃料来制取合成气的方法，同时产生的熔渣通过反应器底部的排渣口被除去，然后借助重力作用将其通入水池中加以急冷而使其固化。碳质燃料与基本上为纯氧的含氧气体进行部分燃料来产生合成气，该合成气主要由一氧化碳和氢组成。当含氧气体是空气或富氧空气时，所形成的合成气当然也含有相当量的氮气。所谓碳质燃料通常指的是煤或其它固体燃料，例如，褐煤，泥煤，木材，焦炭，碳黑等等，但是液体燃料，例如焦油砂油或页岩油和液体与粒状固体燃料的混合物也是可以的。最好是把缓和剂也通入反应器。缓和剂的目的是对反应器中的温度起缓和作用。通过缓和剂与反应剂和（或）制取合成气的产物之间的吸热反应来确保这点。适宜的缓和剂是蒸汽和二氧化碳。气化最好是在1200～1700℃温度范围内和1～200巴压力范围内进行。制取合成气的反应器的形状可以是球形，园锥形，方块形或园柱形。反应器优选的主要是环状园柱体。通过反应器底部输入碳质燃料和含氧气体。通过反应器底部输入一种反应剂，并且通过反应器的侧壁输入一种或多种其它反应剂也是可能的。然而，燃料和含氧气体及缓和剂优选的是通过反应器侧壁输入。借助对称于反应器轴线布置在侧壁下部的至少两个燃烧器可以有利地实现这点。部分渣以小滴状合成气夹带走，并由此离开反应器。虽然排出合成气的出口可以布置在反应器底部或靠近底部，但是优选的是位于顶部或顶部附近。在燃烧反应中所形成的液态残渣的余下部分往下掉，并通过位于反应器底部的排渣口排出。-->为了除去气化过程中的残渣，在气化炉底部安装一个急冷水池这已早为人共知，在气化炉水池中，由于其重力作用而沉降下来的渣被捕集和急冷，形成小颗粒渣或结块渣。经如此成颗粒之后，通过通用的装置把渣定期地或连续地从水池中除去。通过水池底部的排渣口可将渣适当地排出。当气化炉和水池是处于1巴以上压力时，在水池下面装一个洗涤容器（sluicing    vessel）是有好处的。通过急冷而被固化的一部分渣一直浮在水池的水面上。有时，从反应器排渣口排出的1～80重量%的渣一直漂浮着。当这浮渣形成一个相当厚层时，它可能阻止熔渣掉入水池中。因此，最好是在渣层变得太厚之前把浮渣从水中除去。当通过水池底部的排渣口将水池中所有水都排出来以除去浮渣时，热的熔渣将会在所说的排渣口与一个阀或多个阀接触，这会对阀造成相当大的损害。按照本专利技术，通过一个单独的出口将浮渣排出，而仍旧有足够的水来急冷熔渣。因此，本专利技术是关于通过碳质燃料与含氧气体在反应器中进行部分燃烧来制取合成气的方法，同时产生熔渣，该熔渣通过反应器底部的排渣口排出，并通过重力作用让其掉入水池中，在其中由于急冷而被固化，其特征在于，通过将水池中的水位降低到隔板的较下端以下来把浮在水池的水面上的渣除去，这隔板是布置在水池中，并将水池分成上部急冷区和下部捕集区，并且通过再提高水位到隔板的上端，由此捕集隔板下面的浮渣，通过布置在捕集区顶部的一个出口将捕集到的渣从水池中排出。本专利技术也是关于碳质燃料与含氧气体进行部分燃烧的设备，该设备包括一个在其底部装有一个排渣口的反应器，熔渣由排渣口流入水池中，其特征在于，水池装有隔板，把水池分成上部急冷区和下部捕集区，装有可降低和升高水池中水位的装置和在捕集区顶部装有一个浮渣和水的排出口是否必须采取时常提高和降低的处理办法，这取决于碳质燃料和-->（或）一直漂浮的那部分渣的灰含量。根据情况需要，仅仅不时地采取这种处理办法也是可能的。还可定期地重复该处理办法。适当排列隔板，以便一方面当提高水位时，它有足够的水池的水平截面部分来捕集相当量的浮渣，另一方面，它不是如此大，以致于影响渣向下沉。因此，隔板最好是覆盖50～95%水池的水平截面。隔板可以有不同形状，因此，采用部分园柱体壁形状的隔板是可能的，这园柱体的凸面朝上。这样当水池本身是园柱形时，隔板优选的是采用马鞍形。隔板也可以是球形或半球形。然而，最好是隔板至少主要部分是平的，并且倾斜地放在水池中，因为这种结构简单。为了提供平隔板的最佳特性，最好是使其与水池轴线的安置角成20至70度。在另一优选的实施方案中，至少隔板的主要部分呈园锥形表面形状，这锥形表面的顶点朝上，而且其顶角是在40～140范围内，同时通过布置在锥形表面顶部的出口管将被捕集的渣排出，虽然锥形表面并不一定与水池同轴心，但是最好是锥形表面的顶点位于水池的中心线上。优选的呈平或锥形的隔板有利的是在下端有一个边，此边优选的是垂直的。因为呈平的或锥形的隔板主要部分和水池轴线之间的角在优选的实施方案中是在20和70度之间，所以渣颗粒粘附于隔板表面的危险性是相当小。所谓渣颗粒意思是在急冷区被固化而掉下来的渣和当水位降低时与隔板接触的浮渣。仍然粘附于隔板上的渣例如可以通过振动隔板而适当地被除去。把粘附的渣从隔板冲洗走是有好处的。此外，当水池的水位降低到隔板下端以下时，最好是把隔板冲洗一下。为此，优选的是在水池的壁上，更好是在隔板的上端至少装有一个冲水喷嘴。冲刷隔板不仅冲洗走粘附的渣，而且也使隔板和掉在其上的熔渣冷却，由于冷却而使熔渣固化，这样冲刷水可以保护隔板不过热。-->当水位仍然高且平隔板成垂直布置时，可以防止渣粘附于隔板的问题。渣向下掉的通路不受隔板干扰。因此，在优选的实施方案中，在水池中隔板的最好是布置成可以转动的，隔板以这样的方式围绕一根轴可以转动，即它能从一垂直位置旋转到倾斜位置，在那里至少隔板的上端与水池的壁接触。当水位是在隔板的上端以上时，将隔板垂直放置。当水位降低时，就旋转隔板，以便它覆盖水池相当部分水平横截面，并与正好在浮渣出口管上方的水池壁接触。当水位升高时，隔板被保持在后一位置。直至捕集的浮渣被除去，隔板才转回到它原来的垂直位置。在园柱形水池中，隔板最好是呈椭园形的，割掉这椭园形的下部，并且椭园形的短轴是与水池的内径一样长，这隔板可以围绕所说的短轴转动。在水位降低到隔板下端以下之后，可适当地把这隔板旋转成倾斜位置。当隔板处于这倾斜位置时，从反应器落下的熔渣可以通过由被割掉部分所提供的开口，这被割掉部分的表面积最好是占椭园表面积的5～50%。已经表明，可以适当地在1～200巴的压力范围内进行气化。气化反应器的压力也可越过水池中的压力。当气化是大约1巴压力下进行时，从水池中排出的浮渣和水可以直接通到分离器，例如过滤器，并且可以从水中分离出渣。在较高压力下，浮渣最好是定期地排入将其从中除去的接受器中。此外，接受器最好是布置在紧挨着水池的地方，并且用一根管子将在水池捕集区顶部的出口与接受器相连接。最好是至少有一根管子将接受器与降低和提高水池中水位的装置相连接。通过将水从水池通入接受器可以相应地降低水池中的水位，而通过将水从接受器送回到水池就可提高水池中的水位。这样，从该系统排出浮渣只需要相当少的水。接受器与降低和提高水池中水位的装置之间有可能只用一根管子相连接。不管怎样水通过这根管子。最好是，在接受器和降低水池中水位的装置之间装有一根管子，在接受器和提高水池中水位的装置之间另外装有一根管子。虽然当气化是在1巴以上压力进行时这设备相应包含一个接受容器-->但是在常压气化过程中采用一个接受器也是可能的。现在参照附图来进一步说明本专利技术。控制和调节装置，冷却系统，保温等等在图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过碳质燃料与含氧气体在反应器中进行部分燃烧来制取合成气的方法，同时产生的熔渣通过反应器底部的排渣口被除去，然后借助重力作用将其通入水池中加以急冷而被固化，其特征在于，通过将水池中水位降低到隔板下端以下把浮在水池中水面上的渣除去，这隔板被安置在水池中，并把水池分成上部急冷区和下部捕集区，然后通过再提高水位到隔板上端以上来捕集隔板下面的浮渣，由此捕集的渣经安置在捕集区顶部的排出口从水池中排出。

【技术特征摘要】
1、通过碳质燃料与含氧气体在反应器中进行部分燃烧来制取合成气的方法，同时产生的熔渣通过反应器底部的排渣口被除去，然后借助重力作用将其通入水池中加以急冷而被固化，其特征在于，通过将水池中水位降低到隔板下端以下把浮在水池中水面上的渣除去，这隔板被安置在水池中，并把水池分成上部急冷区和下部捕集区，然后通过再提高水位到隔板上端以上来捕集隔板下面的浮渣，由此捕集的渣经安置在捕集区顶部的排出口从水池中排出。2、按权项1所述的方法，其特征在于，该隔板覆盖水池的50～95%的水平横截面。3、按权项1或2所述的方法，其特征在于，该隔板至少大部分是平的，并且倾斜放置在水池中。4、按权项3所述的方法，其特征在于，该隔板与水池轴线成20～70度角放置。5、按权项1或2所述的方法，其特征在于，至少该隔板的大部分是园锥形表面，该园锥形表面的顶点朝上，其顶角是在40～140度范围内，其特征还在于，捕集的渣经园锥形表面顶部的排出口排出。6、按权项5所述的方法，其特征在于，园锥形表面的顶点是位于水池中心线上。7、按权项3～6中的任一项或多项所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈特克劳斯艾克斯特英，克特谢里亚，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]