[发明专利]气化系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及气化器，更具体地，涉及用于提高气化器效率和可操作性的系统和方法。

背景技术

气化器将含碳材料转换成一氧化碳和氢气的热混合物，称为合成气体或合成气。合成气将通过管道输送到一个或多个下游应用，例如发电系统或化工生产系统。遗憾的是，合成气的成分可能对下游应用不适用或者不理想。

发明内容

在范围上与最初提出权利要求的发明匹配的特定实施例总结如下。这些实施例并不用于限定本发明的范围，相反，这些实施例仅用于提供本发明可能形式的简述。实际上，本发明可以包括各种形式，这些形式可能与下文提出的实施例类似或不同。

在第一实施例中，本发明提供一种系统，所述系统包括气化器。所述气化器包括炉室、第一喷嘴和第二喷嘴。所述第一喷嘴配置用于输出第一燃料和第一氧化剂，以产生在炉腔的燃烧还原区域中燃烧的混合物。所述第二喷嘴配置用于将还原助剂输出到所述燃烧还原区域中，以还原炉腔的燃烧还原区域中的燃烧产物。

在第二实施例中，本发明提供一种系统，所述系统包括气化控制器。所述气化控制器配置用于控制进入气化器炉腔的燃烧还原区域中的第一输出和第二输出。所述第一输出物包括来自第一喷嘴的第一燃料和第一氧化剂，所述第一喷嘴配置用于产生在燃烧还原区域中燃烧的混合物。所述第二输出物包括来自第二喷嘴的还原助剂，所述第二喷嘴配置用于还原所述燃烧还原区域中的燃烧产物。

在第三实施例中，本发明提供一种方法，所述方法包括控制进入气化器炉腔的燃烧还原区域中的第一输出物和第二输出物。所述第一输出物包括来自第一喷嘴的第一燃料和第一氧化剂，以产生在燃烧还原区域中燃烧的混合物。所述第二输出物包括来自第二喷嘴的还原助剂，以还原所述燃烧还原区域中的燃烧产物。

在第四实施例中，本发明提供一种系统，所述系统包括气化器，所述气化器具有炉腔。所述气化器具有喷嘴，所述喷嘴配置用于将物质输出到气化器中，其中所述喷嘴具有进入气化器炉腔中的可调整深度，所述可调整深度包括相对于气化器内壁的突起位置、齐平位置以及凹进位置。

附图说明

在参考附图阅读以下详细说明后，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，类似的符号代表所有附图中类似的部分，其中：

图1是包括气化器的气化系统的一项实施例的示意图；

图2是图1所示气化器的一项实施例的图解，其中示出了主喷嘴和辅助喷嘴，所述喷嘴配置用于将一个或多个进料输出到气化器的燃烧还原区域中；

图3是图2所示气化器的一项实施例的图解，其中示出了位于气化器的上圆顶部分中的主喷嘴，以及位于气化器的中间部分中的多个辅助喷嘴；

图4是图2所示气化器的一项实施例的图解，其中示出了位于气化器的上圆顶部分中的主喷嘴和辅助喷嘴；

图5是图1所示气化器的一项实施例的局部截面图，其中示出了周向位于气化器周围且具有不同轴向位置的多个辅助喷嘴；

图6是图1所示气化器的一项实施例的局部截面图，其中示出了多个辅助喷嘴，这些辅助喷嘴的定位使得进入气化器燃烧还原区域中的输出物中有漩涡；

图7是图2所示气化器的一项实施例的局部截面图，其中示出了从气化器内壁突起到燃烧还原区域中的喷嘴；

图8是图2所示气化器的一项实施例的局部截面图，其中示出了与气化器内壁齐平的喷嘴；

图9是图2所示气化器的一项实施例的局部截面图，其中示出了从气化器内壁向背离燃烧还原区域方向凹进的喷嘴；

图10是控制系统的一项实施例的示意图，所述控制系统用于调整气化器的可调整喷嘴的位置；以及

图11是图10所示可调整喷嘴的一项实施例的图解。

具体实施方式

下文将介绍本发明的一项或多项具体实施例。为了简要描述这些实施例，可能不会在说明书中描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任意工程或设计项目中开发任意此类实际实施方案时，均应当做出与实施方案特定相关的各种决定，以实现开发人员的特定目标，例如，是否要遵守与系统相关以及与业务相关的限制，这些限制可能会因实施方案的不同而有所不同。此外，应了解，此类开发可能非常复杂耗时，但无论如何对受益于本揭示案的一般技术人员而言，此类开发仍是常规的设计、建造和制造操作。

在介绍本发明各实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示有一个或多个该元件。术语“包含”、“包括”以及“具有”旨在表示包括性含义，且表示除了所列元件外，可能还有其他元件。