[实用新型]用于对含碳燃料进行气流床气化的反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于对含碳燃料进行气流床气化的反应器，该反应器带有一个反应室以及在一个承压反应器壁之内的与该反应室相连的冷却室。

背景技术

这种含碳燃料的气流床气化用于富含氢气和一氧化碳气体的产生，这些气体作为合成气体、还原性气体、城市煤气或用于能量目的的气体得以应用。

在气体产生时，在1200℃到1800℃的温度且直到80巴的压力下，在氧气和水蒸气或者二氧化碳参与下灰状的煤的气化在飘浮雾(Flugwolke)中以火焰反应实现，其中除了所希望的粗气体，还有熔融液体的矿物残留物以渣粒的形式出现。相同原理的气化方法应用于液体燃料的气化(焦油、残油)、液体和固体燃料的悬浮物或焙干的生物质的气化。

在高压和高温的气流床气化过程中决定性的是，气化过程在该反应室中稳定地进行。这也包括该气化反应体这样被实施，使得该熔融液体渣粒能够无干扰地从该反应室中排出到安排在该反应室下方的冷却室或淬火室中，其中该熔融液体渣粒在来自矿物余料的煤颗粒氧化过程中在一个气化燃烧器的火焰区域中产生并沉淀在该反应室壁处。为此，该反应室的底板在一个中央的渣排出开口的方向上呈漏斗状形成。

仍然在气流中残余的熔融液体渣粒通常在该气流反应器的冷却室中借助于喷水或将加载有渣的粗气体的引导通过一个水浴被冷却到熔点以下，并且作为颗粒从该反应器中以悬浮在水中的方式送出。

该反应器元件在渣排出的区域中经受强烈的磨损。这些反应器元件被熔融液体渣流侵蚀，同时热的腐蚀性的反应气体从该反应室中通过该渣排出开口引导进入紧挨着的冷却室中，并且额外地，位于反应室与冷却室之间的中间底板区域暴露于装载有湿气的冷却室的热影响和气氛影响。因此该带有渣排出开口的中间底板区域是对腐蚀要求最强烈的磨损部件之一，这些磨损部件的磨损状况共同决定该反应器的运行时间。

可用于气化的运行时间(“runningtime”)对煤气化反应器的经济性有巨大的影响。由于不稳定的气化参数或磨损的设备部件的维修造成的每次过程中断导致的结果是：由于与此相关的高耗费的启动和停机过程以及安装和拆卸工作，在耐压力地形成的气化反应器处产生高昂的费用和长的停工时间。位于反应室与冷却室之间的中间底板与该渣排出装置的耐磨损的设计以及用于简化在维修情形时在该渣排出装置处的安装和拆卸耗费的措施对降低维修成本做出非常重要的贡献。

在DD-PS119266中已经描述了一种用于在压力下使煤粉气化的反应器，该反应器的反应室被一个水加载的、通过一层耐火的冲压块(Stampfmasse)保护的管壁构造限定。为了使液体渣排出到颗粒部件(Granulierteil)中，在该反应室的底板里设置有一个中央的开口，该开口的轮廓通过相应地设计有耐火涂层的管壁构造构成。

由于必须使用该追求耐磨损性的高质量的材料，在DD-PS119266中，该渣排出开口的实施方式成本高，并且由于较高的热负载的和动态负载只能有条件地适合于通过该漏斗状的底板开口将热的粗气体和渣熔体共同排出。

由于与渣直接接触，经过一段较长的运行时间之后，在该渣排出体的高度磨损是不可避免的，所以至少应该尽量减少用于更换该磨损的渣排出体的耗费。在安装后状态下的维修或该渣排出体的简单、快速的拆卸和安装为此是有利的。

因此该渣排出体在现代的反应器中已经部分地构形为带有热和渣保护涂层及缠绕的冷却水管道的冷却屏的可更换的分离的底板零件。

然而这些已知的解决方案的一个缺点是：在该中间底板的结构性构形中对该渣排出体在较长的运行时间后简单的可更换性考虑得太少。

根据现有技术，渣排出装置或牢固地或以较高耗费可移除地装配到所谓的“支撑板”(中间底板)上，该支撑板将该反应室与冷却室分离。

当一个不可更换的渣排出装置必须与该支撑板共同更换时，那么例如根据DE102006031816A1，DE202008009249U1以及DE202010015889U1所述，这些支撑板的已知的实施方式的一个缺点在于，这些支撑板要求一个锻造的接收圈，该接收圈必须被焊接到该承压反应器壁的套段(Mantelschuss)中，并且该反应器壁在装入该接收圈后必须进行一个后续的、昂贵的热处理。

与该渣排出区域的已知的结构性构形有关的另一个缺点在于：在渣排出调节器(Schlackeablauftrichter)的周围常常存在不通风的空腔或死空间，来自该反应室的侵蚀性气体和来自该冷却室的湿气可能在这些空腔或死空间中汇集，并导致在该渣排出装置处快速的高度腐蚀以及耗费时间的维修。