使用燃料喷射器的气化系统和方法技术方案

提供了一种系统，其包括带有围绕室而设置的封罩的气化器，其中封罩包括顶壁、底壁和在顶壁与底壁之间的侧壁。气化器还包括设置在底壁中的出口、设置在顶壁中的第一喷射器，以及设置在侧壁中的第二喷射器，其中第一和第二喷射器被构造成将燃料、氧或它们的组合喷射到室中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所公开的主题涉及给料气化，并且更具体而言，涉及向气化器中喷射给料。
技术介绍
整体气化联合循环(IGCC)功率装置能够用诸如煤的多种烃给料相对清洁而高效地产生能量。IGCC技术可通过与气化器中的蒸汽的反应而将烃给料转化为一氧化碳(CO)和氢(H2)的气体混合物，即合成气。通过气化器的内室的流的混合度、停留时间和均匀度常常影响气化性能(例如，碳转化效率和煤处理能力)。遗憾的是，常规气化器常常在流的混合度、停留时间和/或均匀度方面表现较差，这导致气化器和整个IGCC功率装置的性能较差
技术实现思路
在范围方面与初始要求保护的专利技术相一致的某些实施例总结如下。这些实施例不意图限制要求保护的专利技术的范围，相反，这些实施例意图仅提供本专利技术的可能形式的简短总结。实际上，本专利技术可包括可类似于或不同于下文所述实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括气化器，该气化器包括围绕室而设置的封罩，其中封罩包括顶壁、底壁和在顶壁与底壁之间的侧壁。气化器还包括设置在底壁中的出口、设置在顶壁中的第一喷射器，以及设置在侧壁中的第二喷射器，其中第一和第二喷射器被构造成将燃料、氧或它们的组合喷射到室中。在第二实施例中，一种系统包括气化器，该气化器包括围绕气化室而设置的封罩和联接到封罩上的出口，其中出口包括用于在下游方向排放的出口轴线。气化器还包括联接到封罩上的第一喷射器，其中第一喷射器包括用于将流体喷射到气化室中的第一喷射轴线，第一喷射轴线不垂直于出口轴线，第一喷射器被定向在远离出口的上游方向上，并且流体包括燃料、氧或它们的组合。在第三实施例中，一种系统包括气化器，该气化器包括伸长封罩，伸长封罩具有第一端部分、与第一端部分相对的第二端部分，以及在第一和第二端部分之间的中间部分。第一喷射器联接到第一端部分上，第二喷射器联接到中间部分上，并且出口联接到第二端部分上。出口相对于第一喷射器沿纵向偏移第一距离，第二喷射器相对于第一喷射器沿纵向偏移第二距离，并且第二距离为第一距离的大约50%至大约75%。附图说明当参照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中 图I是具有带与别个不同地构造的燃料喷射器的气化器的整体气化联合循环(IGCC)功率装置的实施例的示意性框 图2是包括顶部喷射器和两个侧喷射器的图I的气化器的实施例的侧视截面图；图3是包括倾斜侧喷射器的图2的气化器的实施例的侧视截面 图4是包括附加的倾斜侧喷射器的图3的气化器的实施例的侧视截面 图5是包括倾斜侧喷射器的图I的气化器的实施例的侧视截面图；以及图6是图I的气化器的实施例的俯视截面图，其包括多个围绕气化室的周边而设置的喷射器。具体实施例方式下面将对本专利技术的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，当例如在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言专有的决定来实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的约束，开发人员的具体目标可根据不同的实现彼此有所改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例 行任务。当介绍本专利技术的各实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在额外的元件。如下所述，所公开的实施例可包括具有一个或多个与别个不同地定向的喷射器的多喷射器气化器，喷射器被构造成将燃料、氧或它们的组合喷射到气化室中。所公开的实施例的喷射器的与别个不同的定向被构造成增加在整个气化室中的流的混合、停留时间和均匀度，从而提高气化器的性能(例如，碳转化率和煤处理能力)。例如，喷射器的与别个不同的定向可被构造成提供交叉流和/或反流以增加气化室中的湍流。在某些实施例中，喷射器可设置在沿限定气化室的封罩的周边(例如壁)的多个位置上。例如，喷射器可在与朝气化器出口的下游流动方向交叉和/或平行的方向上喷射流。交叉流可相对于下游流动方向向上游和/或下游成角度。例如，交叉流可相对于下游流动方向成大于0度且小于90度的角度。在某些实施例中，气化器可包括在气化器出口上游的不同轴向位置、径向位置和/或周向位置处的一个或多个喷射器。例如，封罩可具有在相对于出口的第一上游位置(例如，封罩的上部部分)处的第一组喷射器、在相对于出口的第二上游位置(例如，封罩的中间部分)处的第二组喷射器、在相对于出口的第三上游位置(例如，封罩的下部部分)处的第三组喷射器，等等。各组喷射器可包括在不同周向位置且具有不同喷射角度的一个或多个喷射器(例如，燃料和/或氧喷射器)。例如，各组中的多个喷射器可以围绕封罩的侧壁而沿周向间隔开(例如，等间距或不等间距)。在某些实施例中，角度可限定在喷射器的喷射轴线和垂直于朝出口的下游流动方向的平面(例如，垂直于出口轴线的平面)之间。例如，第一组喷射器可被构造成沿着相对于该平面成第一角度的第一喷射轴线喷射流。在一个实施例中，第一角度垂直于该平面(即，90度)，并且被定向在沿着朝出口的下游流动方向的下游方向上。然而，第一角度可以在大约45度至90度、60度至90度、70度至90度或80度至90度之间的范围内。第二组喷射器可被构造成沿着相对于该平面成第二角度的第二喷射轴线喷射流。在一个实施例中，第二角度大于0度且小于90度，并且在与下游流动方向相反的上游方向上远离出口而定向。在另一个实施例中，第二角度大于O度且小于90度，并且在沿着下游流动方向的下游方向上朝向出口。在任一个实施例中，第二角度在上游和/或下游方向上可以为大约5度至85度、10度至80度、20度至70度、30度至60度、40度至50度、15度至60度、15度至45度或20度至40度。第三组喷射器可被构造成沿着相对于该平面成第三角度的第三喷射轴线喷射流。在一个实施例中，第三角度大于0度且小于90度，并且在与下游流动方向相反的上游方向上远离出口而定向。在另一个实施例中，第三角度大于0度且小于90度，并且在沿着下游流动方向的下游方向上朝向出口。在任一个实施例中，第三角度在上游和/或下游方向上可以为大约5度至85度、10度至80度、20度至70度、30度至60度、40度至50度、15度至60度、15度至45度或20度至40度。在某些实施例中，第二和第三角度均向上游定向、均向下游定向或彼此相反地定向(即，相反的上游和下游)。然而，可以在所公开的实施例中使用任何合适数量和布置的喷射器。本文所图示和描述的多喷射器气化器被构造成用于将所得合成气经由设置在气化器底部部分中的出口从气化器排出。然而，所公开的实施例可与出口不设置在底壁中的 多种其它类型的气化器一起使用。特别地，所公开的实施例可结合气流床气化器使用，其中通过气化室的流的方向可以是向上通过气化器。在这些系统中，所得合成气可离开位于气化器的顶壁上或附近的出口，同时熔融的渣料可通过底壁离开。所公开的实施例也可用于流化床气化器中。同样，由于流动方向大体向上，在这样的装置中的出口可位于气化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.07 US 12/684,0001.一种系统，包括 气化器，所述气化器包括 封罩，所述封罩围绕室而设置，其中所述封罩包括顶壁、底壁和在所述顶壁与所述底壁之间的侧壁； 出口，所述出口设置在所述底壁中； 第一喷射器，所述第一喷射器设置在所述顶壁中； 第二喷射器，所述第二喷射器设置在所述侧壁中，其中所述第一和第二喷射器被构造成将燃料、氧或它们的组合喷射到所述室中。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述第一喷射器包括第一喷射轴线，所述第二喷射器包括第二喷射轴线，并且所述出口包括出口轴线，其中所述第二轴线不垂直于所述第一喷射轴线、所述出口轴线或两者。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一喷射轴线平行于所述出口轴线。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二喷射轴线被定向为相对于垂直于所述第一喷射轴线的平面成角度，并且该角度在大约5度至大约80度之间的范围内。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二喷射轴线被定向为相对于垂直于所述第一喷射轴线的平面成角度，并且该角度在大约15度至大约60度之间的范围内。6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述第二喷射器被定向在大体远离所述出口且朝向所述第一喷射器的上游方向上。7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述第二喷射器包括围绕所述侧壁的周边而彼此沿周向间隔开的多个侧喷射器。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多个侧喷射器包括在直径上彼此相 对的第一对喷射器。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述多个侧喷射器包括在直径上彼此相对的第二对喷射器，其中所述第一对和第二对喷射器围绕所述侧壁的周边而相对于彼此沿周向偏移。10.一种系统,包括 气化器，所述气化器包括 封罩，所述封罩围绕气化室而设置； 出口，所述出口联接到所述封罩上，其中所述出口包括用于在下游方向上排放的出口轴线；以及 第一喷射器，所述第一喷射器联接到所述封罩上，其中所述第一喷射器包括用于将流体喷射到所述气化室中的第一喷射轴线，所述第一喷射轴线不垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：CY郭，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：