[发明专利]用于紧凑式气化反应器系统的分流器

说明书

技术领域

本公开涉及分流器，诸如在气化反应器系统中用来分割燃料混合物流的那些。

背景技术

诸如粉煤的燃料是已知的，并且在气化系统中用于生产合成气体或合成气(例如，氢和一氧化碳的混合物)。在传统的气化系统中，燃料通过进料管线馈送到反应器容器中。在反应器容器中，燃料与氧化剂混合和反应，以产生合成气体，作为反应产物。

气化系统的高速喷射器典型地包括多个通道，通过该多个通道来喷射燃料和氧化剂。在五元(pentad)喷射器中，燃料通过中心通道馈送，并且氧化剂通过四个冲击通道馈送，使得氧化剂流在喷射器的反应侧冲击在燃料流上。

在利用煤的系统中，在将煤引入到气化系统中之前，将煤粉碎成含碳颗粒材料。然后颗粒材料被携带在载体气体中，并且馈送到气化系统的高压环境中。不像特性像牛顿流体的液体燃料，超浓相粉煤流的特性像宾汉(Bingham)塑性料(空隙分数低于57%)，如果煤上的剪切应力降到其宾汉流体屈服应力以下，则超浓相粉煤流将在气化系统中阻塞。为了避免阻塞，使气化系统中的煤的空隙分数保持高于57%。空隙分数高于57%使煤流不均匀，以及使在反应器容器中与氧化剂的混合不佳，这会妨碍对高速的多元件喷射器使用空隙分数高的煤。

附图说明

图1显示示例分流器的横截面图。

图2示意性地显示结合了分流器的示例气化反应器系统。

图3显示具有多级分流的示例气化系统。

具体实施方式

图1显示用于分割燃料混合物流(例如，分割流率)的示例分流器20的横截面。

在一个示例中，燃料混合物是包括携带在载体气体(例如氮、二氧化碳等)中的燃料材料(诸如含碳颗粒材料，例如粉煤)的双相燃料混合物。在另一个示例中，含碳颗粒材料是在分流器20中特性像宾汉塑性料(空隙分数低于57%)的超浓相粉煤材料。在另一个示例中，粉煤材料是干的(小于18重量%水分)，并且名义上具有70wt%的穿过200网目(74微米)筛网的颗粒。如将描述的那样，分流器20包括用于均匀地分割燃料混合物流的特征。要理解的是，本文公开的示例不限于煤，而是可用于其它类型的燃料，诸如(但不限于)石油焦和生物质量。

在示出的示例中，分流器20包括具有出口端24的第一管道22，以及多个第二管道26。如显示的那样，分流器20具有两个第二管道26，但在未显示的其它示例中，分流器20可具有不止两个第二管道26，并且不限于任何特定的数量。第二管道26联接在第一管道22的出口端24处，以分割来自第一管道22的流。

第一管道22和第二管道26是大体伸长的圆柱形管道。第一管道22沿着中心轴线A₁延伸，而第二管道26沿着相应的中心轴线A₂延伸。分流器20关于轴线A₁和轴线A₂之间的角来限定分流角(S)。在一个示例中，分流角(S)在5°-25°的范围内。在另一个示例中，分流角(S)为10°。

如显示的那样，使用紧固件和支架27将第一管道22和第二管道26固定在一起。但要理解的是，分流器20不限于示出的布置，而且鉴于这个描述，本领域普通技术人员将认识到用于将第一管道22和第二管道26固定在一起以满足它们的特定需要的其它机构。

多个第二管道26中的各个具有独立于其它第二管道26d的内径D_t，在28处表示D_t。内径D_t满足公式(I)和公式(II)：