[发明专利]用于压力气化固体颗粒状燃料的气体发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体发生器，该气体发生器用于将固体颗粒状燃料在5bar[a]至100bar[a]的条件下且通过用由水蒸气和O₂或者水蒸气和空气组成的气化剂加热而压力气化成可燃的气体状混合物，以便生产合成气或者H₂合适的粗煤气，所述气体发生器由封闭式反应器组成，反应器具有由燃料形成的流化床，具有安置在顶部的用于持续带入燃料的闸和安置于底部的漏斗状缩颈之下的用于将形成的灰排出到灰闸的闭锁机构，还具有在反应容器的下段中在漏斗状缩颈的上方安装的转篦，气化剂能够通过该转篦从下方引入到所述流化床中，而且形成的灰能够通过该转篦经由所述漏斗状缩颈及毗连的管段转移到所述灰闸中。本发明还涉及用于运行所述灰闸的方法。

背景技术

气体发生器由利用高压水蒸气冷却的封闭的双层外壳容器所组成。粒度在3mm至100mm范围内的诸如石煤、褐煤、泥煤、焦炭、石油加工产生的残余物、生物质或类似的原料的固体颗粒状燃料经由在所述气体发生器顶部的闸被引入并被分散在横截面上。由水蒸气和O₂或者水蒸气和空气组成的气化剂从下方经由转篦引入到流化床中。引入的燃料在重力的作用下缓慢地向下移动，并在此在与气体的对流中，若温度低于灰熔点，则被干燥，若温度为300℃至700℃，则被干馏，而如果温度为700℃至1500℃，优选为1100℃至1500℃，则被气化，这样，最后仅剩余灰，这些灰被转篦转移进以半自动方式运转的灰闸中。根据使用的燃料类型的不同而具有300℃至600℃温度的粗煤气在上部从所述气体发生器中导出，并根据其组成及应用目的被输送到再处理程序中。燃料被以全自动或者半自动方式工作的闸连续地引入到气体发生器中。

在固定的气体发生器运行状态下，灰闸的上部闭锁机构打开。转篦将在气体发生器下部积累的灰以与所述气体发生器的功率及燃料的灰含量成比例的方式连续输送至所述灰闸中。在预设的充填度达到灰闸容积例如80％时，灰闸程序启动灰闸排空循环。此时，转篦将在第一步(Schritt)中停止，以阻止到灰闸的灰流。中断灰流是很重要的，这是因为如果不中断灰流，就不能够紧密封闭上部灰闸闭锁机构。只有在灰闸的上部的闭锁机构的确被紧密封闭时，转篦才可再次启动。在灰闸被封闭时产生的灰将被输送到位于所述转篦之下的由漏斗状缩颈及管段构成的中间空间中并暂时存放于此，直至上部灰闸闭锁机构再次打开，且这些灰落入所述灰闸中。上部灰闸闭锁机构的密封性是强制性必须的，其需经多次检查。密封性检查平均持续3分钟并在这段时间里重复多次，直到不再发现不密封性。

停止转篦的结果是排气出口温度持续升高。如果气体发生器的出口排出的气体的温度超过一个大于630℃的预定值，那么气体发生器将通过气化剂阀门的闭合而自动关闭，以便避免损害，例如气体发生器外壳或气体发生器排气口套管在材料上出现裂缝。与具有相对较低的灰含量的燃料相比，气体排气口温度在燃料富含灰的情况下上升得更快。转篦的停止与重启除了随之使驱动部件承受高负荷，并由此导致材料的高磨损外，还会引起所述气体发生器氧化区的构成及位置的变化。后果是超过容许的气体排出温度。

发明内容

本发明的目的是构造一种气体发生器，使得形成的灰能够连续地被转移出该气体发生器，同时又不必中断反应过程，因而不会对压力与温度状况产生负面影响。尤其应当放弃停止所述转篦，从而保护接触部件并使材料的磨损最小化。此外，应当得到在质量及数量上的保持不变的性能，而且不必对上部灰闸闭锁机构的密封性进行费时而又延缓生产的检查。

上述目的通过将松散物料滑阀装入管段中得以实现，该松散物料滑阀优选构造成闸板阀。

在本发明中所采用的松散物料滑阀是公知的。例如在美国专利文献5,396,919中描述了一种延时阀，该延时阀由两个固定在轴与推移/提升装置上的旋转盘片组成。盘片以旋转运动的方式被推入需要闭锁的开口中。由于旋转，实现了金属表面的均匀磨擦，因此确保了闭锁阀门情况下持久的完全密封。