[发明专利]在线控制造渣气化工艺的方法和用于气化工艺的设备

权利要求书

1.一种在线控制在供应有气化剂和缓和剂的气化反应器中气化含碳固体燃料、尤其是煤的造渣工艺的方法(100)，所述方法包括以下步骤：

a)规定要通过气化工艺生产的产物气体的量，尤其是合成气的量；

b)借助于在线固体燃料分析仪(2)对在所述固体燃料进入所述气化反应器之前采集的固体燃料样品(16)进行在线固体燃料分析，以确定在进入所述气化反应器之前所述固体燃料的灰分含量和灰分组成；

c)借助于工艺控制系统(4)读出所述气化反应器的操作数据(12)；

d)在工艺模型(3)中处理来自所述在线固体燃料分析(14)的数据和所述气化反应器的操作数据(12)，以确定所述气化反应器的操作点(15)，而同时实现规定的产物气体量，其中所述工艺模型(3)

i.基于通过所述在线固体燃料分析确定的灰分组成确定所述气化反应器的操作温度，以便使炉渣能够基本上完全流出所述气化反应器；

ii.基于通过所述在线固体燃料分析确定的灰分含量确定所需的固体燃料的质量流量；以及

iii.基于所述气化反应器的操作数据(12)确定所需的气化剂和缓和剂的质量流量；

e)借助于用于控制(13)所述气化工艺的所述工艺控制系统(4)来调节所述气化反应器的操作点(15)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续重复步骤b)至e)，以便根据所述固体燃料随时间推移的灰分含量和灰分组成的变化连续地调整所述气化反应器的操作点(15)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤b)至e)以10秒至300分钟的间隔重复、优选以1分钟至60分钟的间隔重复、更优选以3分钟至30分钟的间隔重复、进一步优选以5分钟至10分钟的间隔重复。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，基于用于确定作为灰分组成的函数的灰分液相线温度的热力学模型计算所述气化反应器的操作温度，其中计算出的灰分液相线温度对应于所述气化反应器的操作温度。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，基于用于确定作为灰分组成的函数的灰分流体温度的人工神经网络模型计算所述气化反应器的操作温度，其中所述操作温度高于计算出的灰分流体温度，优选高于计算出的灰分流体温度50K至100K。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b)中的所述在线固体燃料分析借助于选自下组的方法实施，所述组包括：

-瞬发γ中子活化分析(PGNAA)，

-激光诱导击穿光谱法(LIBS)，和

-x射线荧光分析(XRF)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于形成无机化合物的分析元素的典型氧化比确定所述灰分含量和所述灰分组成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定所述固体燃料的有机含量和有机组成，以及确定在进入所述气化反应器之前的所述固体燃料的水含量，以及在所述工艺模型(3)中使用所述固体燃料的灰分含量、灰分组成、有机含量、有机组成和水含量来确定所述固体燃料的总体组成。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使用所述固体燃料的总体组成来确定所述固体燃料的净热值和/或总热值。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中借助于所述在线固体燃料分析仪(2)确定所述固体燃料的有机含量和有机组成和/或水含量。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定在进入所述气化反应器之前所述固体燃料的堆积密度。