[发明专利]燃料气化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使燃料气化以形成合成气体和炉渣的装置。

这样一种气化装置可以为气态、液态或固态燃料的气化设备如煤炭气化设备的一部分。

背景技术

在煤炭气化设备中，粉末状的碳质燃料(如煤)被转化成主要含有合成气体的气体产品。所述气化设备通常包括具有气化反应器的气化装置，粉末状的碳质燃料在高压、高温下在所述反应器内被气化。在这样一种气化装置中具有壁面，由炉灰形成的炉渣形成在所述壁面上。这种壁面可为膜式壁的形式，如GB1501284的专利说明书中所举的示例。

所述炉渣沿着壁面落下并到达排渣口或出渣口，在这里，炉渣自由地落入能够冷却和固化炉渣的炉渣水池中。这在如美国专利US4,852,997中进行了描述。其它气化反应器例如在US4436530、DE4109063和US5976203中进行了描述。

US4,852,997中所述的气化反应器具有围绕在炉渣从出渣口落下区域周围的罩状元件形式的裙部。所述裙部具有较低的圆锥形部分，该圆锥形部分看上去从上往下扩散，并终止于喷洒环。所述喷洒环用于将水喷洒在渣池上以润湿漂浮在渣池水面上的炉渣。

US4,852,997中所述的裙部具有各种问题。由于自由下落的炉渣是熔融的并具有高温，因而所述裙部会遭受过热损害。

发明内容

本发明的目的在于使上述的问题最小。

本发明的另一目的在于提供一种用于使燃料气化的可选择的装置。

通过本发明的一种用于使燃料气化从而形成合成气体以及炉渣的装置可实现上述的或其他的一个或多个目的，所述装置至少包括：

一压力壳，其用于维持高于大气压力的压力；

-位于所述压力壳的下部的渣池，所述渣池包括淬火液(quenchfluid)；

-设置在压力壳内的气化器壁，其限定了气化室，在操作期间合成气体可在气化室内形成，气化器壁的下部部分包括具有排渣口的会聚壁部分，该会聚壁部分位于渣池内的淬火液上方；

-用于炉渣的自由落体轨道，所述自由落体轨道在排渣口和渣池之间向下延伸；以及

-设置在至少部分自由落体轨道与压力壳之间的渣池上方的热挡板，所述热挡板包括允许冷却流体通过的壁结构，所述壁结构包括上壁部分和下壁部分，上壁部分比下壁部分更靠近排渣口，下壁部分比上壁部分更靠近渣池；

其中，所述的热挡板的下壁部分基本上不耐火。

所述壁结构优选为膜式壁结构，并适宜地包括允许冷却流体通过的管壁结构。

根据本发明的气化装置具有许多优点。通过膜式壁结构的冷却流体能够冷却所述热挡板。

在所述热挡板的至少一部分中具有一层耐火材料，以便防止其受到热合成气体和下落炉渣的加热而对其进行保护，并在可冷却的热挡板膜式壁结构之间提供绝热层以避免气化室的热量产生不必要的损失。由于耐火层的损坏而造成的热挡板的过热毁坏可通过冷却能力而得到避免。

然而，由于冷却能力，因而不需要存在耐火层。相反，可以提供至少部分的不耐火热挡板。因而，热挡板具有冷却能力提供了维持至少部分不耐火热挡板的可能性。

在渣池内的淬火液与热挡板之间存在接触的区域，耐火保护层可能会无意地剥落，导致热挡板上不必要的局部温度变化，这可能会产生最终使热挡板的膜式壁结构泄漏的机械应力。此外，部分剥落的耐火材料会在渣池和排渣系统的下游发生堵塞。

因此，提供热挡板的基本上不耐热的下壁部分是非常有益的，其中所述的下壁部分比热挡板的上壁部分更靠近渣池，所述上壁部分比下壁部分更靠近排渣口。这样的优选设置比在其下部具有耐火层的热挡板更适于偶然地与渣池中的淬火液接触。

附图说明

通过示例并结合非限制性的附图，下面将对本发明作更加详尽的描述。

图1示意性地示出了本发明的气化装置的下部截面图；以及

图2示意性地示出图1中的气化装置的细节，并示出了图1中由虚线表示的区域的细节。

在附图中，相同的附图标记涉及相同的部件。

具体实施方式

参看图1，其中示意性地示出了气化器装置或气化器3的底端，其用于产生至少包含CO和H₂的合成气体。在煤炭气化设备中，在存在氧气或存在含氧气体的煤炭气化器中，在1000℃到3000℃的较高温度下，且在约1bar到70bar优选7bar到70bar的压力下，通过部分地燃烧碳质燃料如煤炭，通常会出现上述情况。气化器3可为竖直的椭球形容器，该气化器具有为压力壳1形式的外壳，优选为具有大致圆锥形或凸出的上端和下端的圆筒状。