[发明专利]气化反应器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过使含碳原料气化来生产合成气的气化反应器和方法，其中，所述气化反应器包括封装气化器单元和熔渣收集槽的压力容器。

背景技术

通过使含碳原料（诸如煤粉）气化来生产合成气体或合成气。含碳原料在气化器单元中通过延伸到气化器中的多个燃烧器而被部分氧化。所生产的合成气含有作为副产品的熔渣颗粒和飞尘。熔渣颗粒向下涡旋运动到熔渣收集槽中，该熔渣收集槽通常装有水并且设有用于去除用过的水和所收集的熔渣的出口。熔渣颗粒的一部分在气化器单元的内壁表面上形成沉积物。如果熔渣结块足够大且重，它们下落到熔渣收集槽中。

已经发现，至少对于一些类型的煤，熔渣结块在它们下落到熔渣收集槽中之前可能变得非常大而达到使得它们无法通过熔渣收集槽出口的程度。在一些情况下，甚至阻塞出口，从而必需使反应器停工。

发明内容

本发明的目的是减小使熔渣收集槽的出口堵塞的风险并且能够将气化反应器用于更宽范围类型的煤。

该目的利用一种通过使含碳原料气化来生产合成气的气化反应器来实现，其中，该气化反应器包括封装气化器单元的压力容器，所述气化器单元具有反应器腔室，所述反应器腔室的下端部通到端部开放的裙部，所述裙部布置在熔渣收集槽上方，其中所述裙部布置在一个或多个敲击器的撞击范围内。

迄今为止，敲击器通常用于去除不会自行脱落的污垢。在这种情况下，对于熔渣去除来说，不需要敲击器，这是因为熔渣沉积物在它们的自身重力作用下能够从裙部落下来。然而，现在已经发现，通过使用一个或多个敲击器，熔渣沉积物的尺寸可得到控制并且保持足够小以防止熔渣收集槽排放口堵塞。这样，气化反应器可用于更宽范围类型的含碳原料，包括产生高熔渣含量类型的煤。

裙部可例如具有沿从下向上方向变窄的狭窄上部部段，其中，裙部的较宽部分定位成朝向熔渣槽。这样的部段形成特别适于进行敲击的位置，这是由于在该位置的内表面处收集了最大的熔渣沉积物。可替代地或另外地，裙部可以包括管状（例如，圆筒形）的下部部段，所述下部部段布置在一个或多个敲击器的撞击范围内。

可选地，裙部的上部部段和/或其它部分可由相互连接以形成气密性隔膜的平行的冷却剂管道构成。冷却剂可例如是水。通过使表面冷却，在表面上收集更多熔渣颗粒。结果，合成气中的熔渣含量显著降低。在一个可替代的实施例中，裙部可例如完全或部分地由一块或多块板制成，该裙部包括设有一条或多条冷却剂通道的外表面。

为了加强和保护裙部的受撞击区域，砧板可设置在裙部的外表面上、在一个或多个敲击器的撞击范围内。

敲击器可以例如延伸穿过压力容器的壁。这提高了对敲击器进行维护和维修的可达性。

敲击器例如可包括：壳体，所述壳体从压力容器的外表面延伸出；撞击杆，所述撞击杆具有通过壳体中的开口被可滑动地支撑的一个端部和接触砧板的一个端部；以及可激活的撞击装置，所述撞击装置具有撞锤头，所述撞锤头在远侧位置与撞击位置之间与撞击杆相一致地运动，所述远侧位置距撞击杆一距离，在所述撞击位置中，所述撞锤头撞击所述撞击杆。合适的敲击器例如是在WO2010/063752或WO2010/063755中所公开的敲击器类型。

可选地，裙部可设有耐火材料衬里，但为了提高对敲击器的撞击阻力，可以省略耐火材料衬里。

通常，裙部显示为是旋转对称的，例如，具有圆筒形的下部部段和圆锥形的上部部段，但是，如果期望的话，也可以使用其它合适的管状构造。裙部的上部部段可以是圆锥形的，或者，如果期望的话，它可具有其它变窄的几何形状。

一个或多个敲击器可以被激活以所期望的频率进行敲击。频率越高，越小的熔渣颗粒下落到熔渣收集槽中。

附图说明

现在将通过参考附图来描述本发明的一个示例性实施例，附图中：

图1：示意性地示出了根据本发明的气化反应器的纵向截面;

图2：示出了图1中的反应器的敲击器的详细截面。

具体实施方式