[发明专利]用于生产合成气体的气流床反应器

说明书

本发明涉及一种用于生产合成气体的气流床反应器。本发明所基于的目的在于，在渣排出区域中提供结构性的改进，该改进克服所提及的在现有技术中缺点并且确保有效地、永久地保护在渣排出区域中的所有反应器部件。该目的通过一个水平的、向上关闭淬火空间的中间底板实现，其中中间底板在渣排出体的高度上从反应器壁延伸至渣排出体并且与反应器壁和渣排出体气体密封地相连接；通过在冷却屏和渣排出体之间的气体密封的连接件以及通过在反应器中的冷却水送入通道和冷却水排出通道实现，这些冷却水送入通道和冷却水排出通道配属于冷却屏和渣排出体并且在中间底板上方被引入反应器中并且在中间底板上方与冷却屏和渣排出体的盘管相连接。

技术领域

本发明涉及一种用于从含碳的燃料中生产合成气体的气流床反应器。

背景技术

一个此类的气流床反应器通常包括一个外部的、承压的反应器壁，该反应器壁包围用于形成粗气体和残渣的一个反应室和一个圆柱形的冷却屏，该冷却屏使该反应室与该反应器壁分界。该冷却屏由冷却水可流经的盘管形成并且具有一个圆锥形的下部区段。在冷却屏和反应器壁之间存在一个环形空间，能够用一种惰性气体来吹扫该环形空间。该气流床反应器还具有一个淬火空间，该淬火空间连接该反应室并且用于冷却粗气体，其方式为，使该粗气体与水接触。该冷却屏的圆锥形的下部区段通过一个漏斗状的主体延续，该漏斗状的主体包围在反应器壁和淬火空间之间的一个同心的开口。该漏斗状的主体用于使粗气体和残渣从该反应室中溢流到该淬火空间中并且被称为渣排出体。该渣排出体具有漏斗状的且冷却水流经的、具有保护涂层的一个盘管。

气流床反应器是如下反应器，该反应器基本由一个反应室和连接在该反应室处的一个冷却空间(淬火器)组成，其中在烟气(Flugwolke)中或在气流中的反应伙伴(Reaktionspartner)在该反应室中彼此反应。气流床反应器例如能够用于生产富含氢气和富含一氧化碳的气体，这些气体作为合成气体、还原气体、城市煤气或煤气，被用于能量目的。在被称为“气化”的工艺中，有机的燃料与一种包含氧气的气化剂在高压和高温下反应。在此，在放热的部分氧化中碳反应为一氧化碳，其中除所希望的粗气体外也产生残渣形式的熔融液态的矿物残留物。

在生产合成气体时，灰状的煤在氧气和水蒸气或二氧化碳的参与下在火焰反应中在一个烟气中在1200℃至1800℃的温度下和最高至80巴的压力下气化，原理上类似的方法用于液态燃料(焦油、残油)、来自液态或固态燃料的悬浮物或用于烘焙的生物质的气化。

一个或多个气化燃烧器的位置位于气流床反应器的反应室的上部中，反应介质通过这些气化燃烧室被供应给燃料或氧气。合成气体和液态的残渣通过在该中间底板下方的一个渣排出开口被排出到该淬火空间中。

在气流床气化炉中已知的是，通过一个多线的、呈螺旋状地由管道盘绕成的圆柱形的热交换器(该热交换器也被称为冷却屏)来限制该反应室，并且由此保护承压的反应器壁免受放热的部分氧化的热反应产物影响。该冷却屏通常在上部处在朝向这个/这些燃烧器的方向上呈圆锥状地变窄，并且在下部处在朝向气体排出开口和渣排出开口的方向上呈圆锥状地变窄。能够用惰性气体吹扫的一个环形空间位于该压力罩和该冷却屏之间。流经该冷却屏的冷却水借助于连接支管通过该反应器壁被送入或排出。

为了避免冷却屏局部过热，在气化炉功率升高的情况下并联连接的管线数量增多。由于更多的管线数量可能产生更多的通过压力容器的支管，例如通过在该下部区域中的内部的环形分配器线路和环形收集器线路的安排来减少每个正流和回流的连接支管和支管穿通部的数量。

该气化反应器以如下方式构型，使得熔融液态的渣粒能够不受干扰地从该反应室排出到在该反应室下方安排的冷却空间或淬火空间中，这些渣粒在煤颗粒氧化期间在该气化燃烧器的火焰区域中产生并在该反应室壁处沉淀。为此，由冷却屏包围的反应室的底板在朝向中央的渣排出开口的方向上呈漏斗状地形成。

还保留在该气体流中的熔融液态的渣粒通常在该气流床反应器的淬火空间中借助于喷入水或引导装载有渣的粗气体通过一个水浴而被冷却至熔点以下并且作为悬浮在水中的颗粒从该反应器中送出。