[发明专利]气化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述类型的用于制造含CO或H₂的原气体的气化反应器。

背景技术

例如由本申请人的WO 2009/036985A1已知这种的气化反应器，其中在该文件中还提及了大量其他的现有技术，例如US 4 474 584，该文件特别是涉及对高温合成气体的冷却。对于现有技术还可以举出DE 35 30 918 C3、DE 691 02878 T2及EP 0 046 600 B1。

本发明特别是致力于解决在这种反应器中出现的问题，本发明并不仅专门限于这里所述气化反应器，本发明还涉及这样的设备，在所述设备中可能出现类似的在下面详细说明的问题。

这种设备必须适于用来实现对精细分布的燃料进行高压气化/燃烧的方法，其中包括在反应器内燃料、煤尘、精细分布的生物物质、油、焦油等的部分氧化。其中还包括分开或共同地提取残渣或飞灰和所制造的合成气体或原气体。必须能够冷却反应产物(气体和残渣/飞灰)，例如根据所使用的方法的类型通过喷淋骤冷、吹气骤冷、辐射骤冷、对流加热面等进行冷却，最后还必须注意反应产物从压力容器中的引出。

发明内容

本发明的目的特别是，在压力容器内部提供具有锥形区域的冷却屏，用于排出气体或残渣，优化在冷却屏和压力容器之间的悬挂或连接(负荷减轻)，同时避免出现不均匀膨胀。

根据本发明这样来实现所述目的，为了减轻隔膜壁的负荷，直接或间接在冷却剂输入管或混合物输出管上进行支承，其中适宜的是，冷却剂输入管和/或混合物输出管定位在由燃烧器规定的中性平面上，并在这里穿过压力容器。

利用本发明主要解决的问题是，在压力容器和内部结构之间在容器平面的法线中提供一个固定点平面，这样就可以吸收由于极端的温度差而出现的膨胀，这是因为在固定点平面上没有或只有很小的膨胀差。隔膜壁相对于压力容器壁是气密的。相反，根据类型的不同，这种隔膜壁篮的底部或盖子设有出口，以允许气体、残渣、水等流入或流出。

可以看到，利用本发明，在气化、高压煤粉燃烧或类似情况下，燃烧器例如可以穿过压力容器及冷却屏，而不必在此时忍受膨胀。

EP 0 616 022 B1部分地涉及了前面所述的问题。该文件说明了对气化反应器及直接位于下游的对流式加热面的应用。该文件中还示出一种在外面由压力容器围绕的隔膜壁结构。负荷经由单独的构件从隔膜壁传递到压力容器。这些构件装备有自己的循环，所述循环加热构件。但这种结构的缺点是，附加于现有的用于隔膜壁的循环外，还必须使用另外的热循环，这会导致附加的空间需求，而且极为复杂。

在本发明的实施形式中设定，将隔膜壁的管固定在位于加热面下方和/或上方的环形分配器上，该环形分配器与冷却剂输入管或混合物输出管连接。

原则上反应室的壁结构可以具有各种不同的设计，如本发明设置了具有隔膜壁篮的气化反应器，并具有由冷却管构成的上部锥形区和下部锥形区，该气化反应器的特征是，锥形的隔膜篮区具有分开的冷却水输入口和冷却水排出口，其中构成竖直隔膜壁的管的一部分构造成用于下部或上部的锥形部的管的支承元件。

可以看到，这种实施形式的一个特别之处在于，构成圆柱形隔膜壁的、由冷却剂流过的各管的至少一部分同时通过支承承载下部的隔膜篮区或通过悬挂承载上部的隔膜篮区。

这里在该解决方案的实施形式中设定，构成承载元件的各管分开从在相应的锥形部的下方或上方的相应的环形分配器延伸出来，并延伸回到隔膜壁中，由于构成承载元件的管从环形分配器的不同的平面引出，因此总是具有用于承受所承载或悬挂的隔膜壁篮区的负荷的最佳角度位置。

特别是当隔膜是由同时构成上部的和下部的锥形区的连续的管构成时，在本发明的另一个实施方式中设定，在环形空间内在隔膜壁管上设置托架，这些托架支承在冷却剂输入管或混合物输出管上，其中还可以设定，隔膜壁以及上部和下部的锥形区是由相同的引导冷却剂的管构成，其中为了形成锥形，相应的管段局部地相对于彼此错开或偏移地设置，由此能够以很简单的方式优化地形成锥形。

附图说明

本发明其他的细节、特征及优点根据下面的说明以及结合附图得出。其中

图1示出按本发明的气化反应器的原理剖视图，

图2和3示出具有不同地设计的反应室的气化反应器的原理图，以及

图4-7用半剖视图示出带有不同的布管的反应室的原理图。

具体实施方式