[发明专利]用于气化含碳燃料的装置

说明书

发明所属的技术领域

本发明涉及用于气化含碳燃料的具有用于炉渣排至炉渣槽的排出口的装置。

先有技术

在将含碳燃料(例如褐煤或煤、精炼残余物、生物质等)气化的过程中，尤其是这样实施在汽化器中的过程，使得所使用的材料的矿物质成分被熔化成液态炉渣，其沿着通常呈圆柱状的汽化器壁向下流动，以便通过炉渣孔离开汽化器，滴落到位于汽化器下方的水浴，从而在水浴中粒化。

为了确保汽化器连续运转，必须注意汽化器排出口本身不被堵塞，因此已知的作法是，在此区域设置辅助烧嘴，其任务是使此区域保持如此高的温度，以致确保炉渣排出。

这样的解决方案示于例如US 3218998、US 4095777或US 50630853，仅提及少许实例。由于需要许多额外添加的元件，因此这种设置辅助烧嘴的解决方案十分耗费，另外一个缺点在于，在滴落区域的辅助烧嘴必须朝向流动着的炉渣表面，以维持流动温度。

DE 19540641C2或DE 19654402C2揭示了一种可感应加热的容器排出口。但是这种加热方式并不能应用于本发明的应用领域，其会造成相当大的问题。

炉渣的流动点尤其是与炉渣中的碱金属浓度有关，因此朝向所述表面的烧嘴火焰造成碱金属成分优先从炉渣中被蒸发出来，导致炉渣的流动温度显著提高，进而要提高烧嘴的功率，进而导致加速碱金属的汽化。

由于必须不断提高辅助烧嘴的功率，在此可能导致汽化器的外壳侧的壁过热，这在最糟糕的情况下导致设备停机。

发明内容

本发明以此为出发点，其目的在于使汽化器排出口保持在确保炉渣得以流出的温度。

用开篇说明的类型的装置，根据本发明通过以下的方式实现了该目的，即在汽化器排出口装配有可电加热的滴落边缘，其中该滴落边缘由可电加热的陶瓷构成。

用这种可电加热的滴落边缘使得可以用简单的措施实现保持必要的温度，同时只需产生很少的汽化器结构上的耗费。

原则上，可加热的排出口是由DE 19540641C2或DE 19654402C2已知的。但是这两个专利提出的解决方案涉及其他的技术应用领域，因此并不能毫无问题地转用于本发明的技术领域。

根据本发明，适合的是，滴落边缘是由单一的氧化物陶瓷或非氧化物陶瓷或由相应的陶瓷构成的混合物制成。

在此，本发明设计为，可电加热的滴落边缘可以被直接加热或间接加热。根据本发明，可以用作陶瓷的是Al₂O₃、Cr₂O₃、CaO、Fe₂O₃、HfO₂、MgO、SiO₂、SnO₂、TiO₂、ZrO₂、AlN、MoSi₂、SiC、BN、金属陶瓷，其中，所提及的这些陶瓷可单用或组合使用。

根据本发明，可电加热的滴落边缘中供电是由供电棒形成，该供电棒由导电陶瓷(例如MoSi₂)制成，其中该供电棒被不导电陶瓷包围。

此外，本发明提供的优点在于，由于精确温度调节的可能性，因此不会产生碱金属蒸发，所以炉渣的粘度不升高。导电陶瓷的优点还在于，导电性会随温度的升高而上升，其中所述陶瓷是非常耐炉渣和耐高温的，而且可以以陶瓷电阻加热进行调节。

如果例如滴落边缘由多个可以根据完全常用的方法制成的陶瓷元件构成，则可以通过导电粘合剂进行粘合，或是可以在烧结时相应的陶瓷元件已经设置成导电连接。

附图说明

基于以下的说明书并根据附图说明本发明的其他特征，细节及优点。

图1展示了具有本发明的滴落边缘的汽化器的原理图，

图2展示了具有供电的滴落边缘的部分俯视图，

图3展示了具有间接陶瓷加热的滴落边缘的俯视图，以及

图4展示了与图3的描绘相同，但具有直接加热的滴落边缘。

图1中总体上用1表示的图解描述的用于将含碳燃料气化的汽化器，在耐火外壳2中具有输入待气化的燃料用的用3表示的输入口，以及其他介质的输入口4，例如在汽化器运行期间。在燃烧室内形成的用5表示的炉渣从汽化器中沿重力方向由下端流入未详细描绘的水浴中，其中汽化器排出口用6表示、滴落边缘通常为标记7，及供电用8表示。

图2中以截面详细描述的这种滴落边缘的构造。其中，反应器壁2例如用捣制材料9内衬，其限定了汽化器排出口6，且在其内壁设有陶瓷加热元件10，其中该加热元件形成滴落边缘7。