[发明专利]通过连接有骤冷室的气化反应器制造合成气体的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造含有一氧化碳和氢气的荒煤气的装置，该装置通过在气化反应器中以高于灰分熔点的温度利用含氧气体使含有灰分的燃料发生气化而制造荒煤气，并且具有一个相连的气体冷却室，和从一个室到另一室的一个变窄的过渡通道。

背景技术

例如由EP 0 616 022 B1或者EP 0 400 740 B1已知这种类型的装置。DE 10 2005 048 488 A也披露了一种类似的构造设计，对于现有技术，还应提及EP 0 431 266 A1或者DE 10 2006 029 595 A1。

在常规结构型式的气化器中，通常将30％到60％的燃料灰转化为飞灰，这带来了缺点：在荒煤气的流动路径中会构成沉积物，并且可能造成连接在其后的设备的腐蚀加重。飞灰的分离和引出明显比熔渣的分离和引出要复杂和昂贵。飞灰的清理同样很昂贵，因为，在飞灰中可能含有一部分重金属，尤其是通常很细的粉尘，这样的粉尘不能敞露着放置。

上文已述及的EP 0 400 740 B示出了一条变窄的管道，该管道具有可能导致堵塞的构件，此外，在检查和维修时，该构件也可能堵住通往下方的腔室的通路。此外，这些类似十字线的构件的必要的冷却可能会导致熔渣凝固，这便可能导致堵塞。

EP 0 431 266的气化器出口中同样具有大量飞灰流，并且气化器中的燃料转化产量很低，因为一部分还在反应且含有碳和灰分的气体从燃烧器平面快速地和无转向地直达气化器出口，此时不产生涡流。已知的是，如在气化器中产生涡流，从燃烧器平面中流出的气体首先被转向内壁，因此一部分飞灰在内壁上被分离，并且燃料颗粒在气化器中的停留时间将变长。

还已知的是，涡流越强，则在气化器中的物质交换就越强烈。在此导致灰分的大量分离。但是如上所述，如果在气化器出口中产生很强的涡流，则会对连接在其后的设备造成负担，因为高温气体和熔渣颗粒会以较高的切向速度被抛向内壁。由于这个原因，在气化器中优选只产生较弱的涡流、例如炉膛角度(Feuerungswinkel)为3度。

发明内容

在此，本发明着手的目的在于，除了避免上述缺点以外，还要既减少飞灰量，又减少未气化的燃料量，其中，在连接在其后的设备的入口中应实现只产生较弱的涡流，以免在非常紧凑的装置中出现沉积物，并且在出口中应该不发生熔渣凝固的危险。

以开头所述类型的装置，此目的按照本发明通过下述方式得以实现：在变窄的过渡通道中设置只伸过所述过渡通道的横截面的一部分的、减小或阻碍涡流的壁面。

业已证实，这个相对来说较窄构造的壁面可作为最优的涡流制动器使用，而不需要将过渡通道的通道横截面不必要地缩小。

在从属权利要求中可得出本发明的发展设计。在此可规定：壁面由冷却管构成。在实践中已证明，即使冷却管彼此间有一定距离，通过熔渣的区域性粘结也可快速构成一个封闭的内壁，其减小涡流，或大大抑制涡流，直到过渡通道的末端。

为了进一步合理化这个涡流制动功能，可以在本发明的发展设计中规定：壁面具有一种在纵向方向上略微旋绕的构造，该壁面适宜逆着气化器中的涡流方向定向。

另外，按照本发明可规定：在壁面的沿重力方向的下端上设有一收集熔渣的冷却的沟槽，用于将熔渣排出骤冷室。

此外，按照本发明，为了优化熔渣的排出，可规定：在大量构成壁面的冷却管中，相邻的管沿重力方向在下部的管区彼此间具有由集流接片跨接的距离，其中，集流接片通入熔渣排出槽中。

本发明的发展设计还规定：变窄的通道的直径为气化器直径的0.1至0.5倍，其中，由减小涡流的壁的竖直边棱留出的内部净宽为≥500mm。因此检查人员可以穿过该区域攀入，对装置的内腔进行检查。

因为涡流与半径是成比例的，所以它通过在边缘区中的面而大幅减弱。视涡流被希望减弱的程度，涡流制动面的长度应为连接通道的直径的0.5至4倍之间。

基于按照本发明的“涡流制动”能够实现：相对燃烧器装置的相应的割线而言，炉膛角度可设置为5度至10度之间，其它的涡流体和构件也一样，以便提高气化器中的流通并从而实现强烈的混合，正如本发明所提出的那样。

通过该措施提高了燃料转化产量，并且加强了灰分颗粒的粘结，因此也改良了这些颗粒的分离。

最终，可以由冷却介质的平衡用量来持续计算热流，因此例如在线算出装置的壁上的熔渣密度，对此给出一个示例：

-通过在装置的管道内的锅炉给水的蒸发进行冷却；

-测量注入装置内的水量和水温，以及所生成的蒸汽量和压力。由此计算出热流和热流密度；