[发明专利]气化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及气化反应器，所述气化反应器包括气化器，所述气化器具有设置在压力容器内的管状气密壁。

背景技术

气化反应器例如能用于通过部分燃烧含碳原料而产生合成气，所述含碳原料例如为粉煤、石油、生物质、气体或任意其它类型的含碳原料。

某些类型的气化反应器包括仅具有位于其下端的排放口的气化器，所述排放口用于经由排放管（通常称为汲取管）来将合成气排放至渣收集浴槽中。由于气化器中的压力增长，包含渣和飞灰颗粒的新产生的合成气被迫通过汲取管和围绕汲取管下边缘的渣收集浴槽流下，以便被再收集在汲取管与压力容器壁之间的环形空间中。渣收集浴槽中的水清洁并冷却合成气。

在反应器操作期间，渣连续地沉积在气化器的气密壁的内侧上。渣从气化器壁的内表面滑下并经由排放口下落至渣收集浴槽中。如果渣缓慢滑动，由于渣块的聚集，导致气化器中的排放口减小，这可能最终导致堵塞排放口。这造成气化器中产生超压，可能造成相当大的破坏。

在其它情况下，可能在气化器壁与压力容器之间的环形空间中产生超压，例如由通往渣收集浴槽的水的供应方面的缺陷或者由反应器供应源或排放基础结构中的有缺陷的阀所引起。

发明内容

本发明的一个目的在于防止由气化器内的超压和/或气化器与压力容器之间的空间中的超压所引起的对气化反应器的损坏。

本发明的目的利用一种气化反应器实现，所述气化反应器包括具有设置在压力容器内的管状气密壁的气化器，其中管状气密壁设置有一个或多个由破裂元件密封的通道。

因此，如果气化器壁上的压差超过特定极限值，所述一个或多个破裂元件将破裂并且利用气化器壁与压力容器之间的压力来平衡气化器内的压力。

适当的破裂元件包括破裂片、或者爆裂盘或膜片、爆裂面板、泄放面板和破裂面板或排放面板，它们可为圆形、方形或矩形或者具有任何期望形状。这样的盘或面板可能例如由碳钢、不锈钢、石墨和钼、铬、钴、铁、铜、锰、钛、锆、铝、碳和/或钨的镍合金（例如Haynes International,Inc.的合金）或任何其它适当的材料构成。

气化器壁中的所述一个或多个通道可例如设置有套筒，所述套筒具有从气化器壁中的开口向外延伸的被冷却部分。被冷却的套筒形成热闸并且产生具有与气化器内相同的压力但具有显著地更低的温度的区域。这保护破裂元件免于因热负载而过早破坏。

为了保护气化器壁以防气化器内的高温，壁通常被冷却。为此目的，气密壁可例如全部或部分地由互相连接的平行管状冷却剂管线构造。在那种情况下，这些管状管线可被围绕所述一个或多个开口绕过。

可选地，套筒可设置有包围套筒的在开口周围的端部的耐火衬套。在那种情况下，绕过开口之一的管状管线的一个或多个部分可被嵌于套筒部分周围的耐火衬套中。

为了能够使由套筒封闭的空间保持清洁和通畅，套筒可例如连接至吹扫气体源，例如借助于朝向被套筒包围的开口的一个或多个喷嘴实现。吹扫气体可为任何惰性气体，例如氮气、蒸汽或清洁产物气体。

可选地，通道可分成第一分支和第二分支，第一分支被第一破裂元件密封，第一破裂元件的尺寸适于使其在气化器中的超压极限值破裂，第二分支被第二破裂元件密封，第二破裂元件的尺寸适于使其在气化器与压力容器壁之间的空间中的超压极限值破裂。通过设计厚度、凹度或凸度的尺寸以及通过材料选择，可使得破裂元件的尺寸适于使其在期望压力破裂。

为了减小被飞灰颗粒损坏的风险，压力释放通道可例如定位在气化器的顶端，在该处飞灰含量最低。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的一个示例性的实施例，附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的气化反应器的一个实施例的纵向截面；

图2详细地示出了图1的气化反应器中的压力释放通道的截面。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的气化反应器1的一个示例性实施例的截面示意图。气化反应器1包括在管状气密壁3中的气化器2，所述管状气密壁3具有封闭顶端4和缩窄至敞开下端6的锥形下面部分5，所述敞开下端6通往同轴地设置的圆筒形管道或汲取管7中。管道7通入充有水的渣收集浴槽8中。

气化器2在封闭圆筒形压力容器9内同轴地设置。燃烧器10通过压力容器9的壁和管状壁3由外侧延伸至气化器2中，以便使粉煤或其它类型的含碳原料部分地燃烧。

管状壁3、其封闭顶端4及其锥形下端5由多个平行的管状管线11构造。管线11操作地连接至冷却剂供给源13并且通向冷却剂排放管12。