[发明专利]使固体燃料渣池气化的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在渣池气化器中使固体燃料渣池气化的方法和装置，该方法和装置能够提高的性能、扩大固体燃料的使用范围并改进气体质量。根据本发明的方法和装置能使具有更高细粒比例的煤气化，和/或能额外使细粒和粉末型燃料气化。

背景技术

粗粒固体燃料的气化，即颗粒尺寸大于大约6mm且小于大约100mm的粗粒煤和/或含碳固体的气化优选地发生在根据固定床高压气化方法FDV或根据渣池气化SBV的固定床中。后者也已知被命名为英国燃气-鲁齐(British Gas Lurgi)BGL气化。燃料与助熔剂一起借助压力闸在高处被供应到渣池气化器。在渣池气化器的高度上延伸的固定床中(实际上是移动床)从上到下理想地包括如下区：干燥区、热解区、气化区、氧化区(吹气模(blow mould))和渣池。在气化器的底部移除作为液态渣的渣。通过延伸到气化器中并被指引到渣池上的气化剂喷嘴将气化剂吹进。用于已形成的原料气体的原料气体排出部位于固定床气化器的顶部。

气化剂实际上包括氧气和蒸汽。优选地，蒸汽与氧气之比(蒸汽/氧气比)DSV优选用单位kg蒸汽/m³(I.N.)、氧气(100％vol.)表示，根据灰熔融温度，在0.8kg/m³与1.6kg/m³(I.N.)之间的范围。在大约0.8kg/m³(I.N.)之下，气化剂喷嘴的热负荷太高，在大约1.6kg/m³(I.N.)之上，灰不再正确地熔融。

该渣池气化器具有两个总的缺陷。第一个缺陷是<6mm的细粒的百分比非常受限于从<大约5％到<大约20％的质量百分比的值上；对于非烧结的煤为<大约5％的质量百分比的值，对于烧结的煤受限于<大约20％的质量百分比的值。否则，损害填料的良好流动性，产生不期望的清除，流出粉尘或甚至粗粒固体与原料气体一起离开气化器。第二个缺陷是指从气化器流出的包含原料气体的粉尘的温度低，根据所用燃料的类型，温度在大约400℃与大约900℃之间的范围。原料气体的温度太低而不能在热解区形成焦油并使重烃分解。这一方面造成了昂贵的气体清洁，另一方面造成与所用燃料有关的CO和H₂的合成气体产量的减少。

为了弥补缺陷，在DE 10 2007 006 979 B4中已经提出了将后气化的气化剂注入固定床的填料之上的自由空间。因此，原料气体的温度应升高到至少800℃，以便裂解重烃并使它们转化成合成气体。这个解决方案直到现在才成功实现，因为火焰向上散布的太大，并且担心没有反应的氧气与原料气体一起流出气化器。

到现在为止，技术上还未能找到回收利用细燃料和提高气体产量的更有利的解决方案。细煤不得不另外使用(一般是燃烧)，而不是供给气化。然而，更大部分的细煤不能被经济地使用，不得不作为炼焦堆处理。

发明内容

因此，本发明的目的是开发一种用于渣池气化的具有相应的装置的方法，与之前已知的渣池气化器相比，借助微小的有关过程和设备的改变，该装置和方法能提高性能、与煤相比扩大燃料的应用范围具有更高细粒百分比和/或额外气化细粒燃料和粉尘型燃料，以及提高合成气体的产量。

根据本发明，提高借助渣池气化器利用含有氧气和水蒸汽的气化剂使粗粒固体燃料渣池气化的方法来实现该目的，该渣池气化器具有在渣池气化器的顶部的粗粒固体燃料的供给部和排气部，具有渣池，具有在该渣池气化器的底部的渣池排放部，具有借助渣池之上的气化剂喷嘴供给用于非结渣气化的第一气化剂的供给部，具有在该渣池之上的固定床的填料，

其中，通过至少一个气化剂喷嘴，另外注入独立于第一气化剂的用于结渣气化的第二气化剂，至少一个气化剂喷嘴延伸到固定床的填料的上部区域并位于第一气化剂的供给部之上竖直距离至少2m处，

其中，第二含氧气化剂以蒸汽/氧气比值介于0.6kg/m³(I.N.)与5kg/m³(I.N.)之间的范围注入，

其中，注入的第二气化剂的氧气量达到总供给的氧气量的50％。

根据本发明，另外注入独立于用于非结渣气化所供给的第一气化剂的用于结渣气化的第二气化剂，其中，借助气化剂喷嘴供给第一气化剂，借助延伸到固定床的填料的上部区域的多个气化剂喷嘴将第二气化剂注入固定床的填料的上部区域。