[其他]褐煤气化器

说明书

本发明涉及用煤生产合成气的气化器。特别是为高湿含量和高灰份的煤如褐煤、德克萨斯褐煤而设计的气化器有关。由煤生成合成气的气化器已为大家所熟知，并已采用多年。然而对于高湿含量和高灰份的煤，仍然存在一些问题。高湿含量和高灰份导致大量生成炉渣并使操作温度降低。因而就存在着炉渣堵塞气化器出渣口的可能性。当然出渣口的堵塞就会迫使气化器停车，以便清理出渣口。虽然有人曾经作过许多尝试，力图设计能解决上述问题的气化设备，但结果并不总是令人满意。

例如有一种系统采用运动构件，周期性地向上通过除渣口后又退回以保持其畅通。虽然这一方案可以解决上述问题但因采用较多的机械构件，从而增加了出故障的可能性。

因而本发明之目的在于提供一种能对煤/氧混合物在气化器内的燃烧进行控制从而比较容易地消除结渣和堵塞出渣口的方法和气化器。

为此本发明提供了一种在气化器中将高湿含量高灰份的煤进行气化的方法，其特征在于采用下列措施：

煤与氧气的进料是通过气化器上处于两个不同高度上的一系列烧嘴实现的;

控制下一层烧嘴的氧/碳比值以实现高氧/碳比;而且

控制上一层烧嘴的氧/碳比值以实现低氧/碳比，从而使上下两层烧嘴的综合氧/碳比值能保证高的总转化率和低的出口温度。

本发明还提供为高湿含量和高灰份的煤进行气化的气化器，其特点为：

出气口在顶部，而出渣口在底部的立式气化器;

该气化器上有许多烧嘴开孔，且布置在两个不同的高度上;

有许多烧嘴安装于上述嘴开孔处，每个开孔安装一个烧嘴，至少下一层烧嘴是向下而且是向着出渣口的方向燃烧的;

本发明的气化器由沿圆周方向开设许多烧嘴开孔的圆筒形气化容器构成。具体地说，烧嘴分成两组，一组安排在比另一组为低的水平位置上。位于较低水平位置上的一组烧嘴方向是向下的，使得煤/氧气混合物向着出渣口的方向燃烧。而且这一层烧嘴是在较高的氧/碳比值下燃烧的，因而气化器的下部保持在较高的温度上，比渣的凝固温度高得多。上层烧嘴燃烧方向是水平的或者是向上的，而且具有较低的氧/碳比从而使得气化器中总的氧/碳比维持在最佳值，以提高煤中所含碳转化为合成气的效率并且能保持在足以防止合成气在冷却过程中结垢的较低温度。虽然烧嘴开孔数可任意选择，不过在上下两层中采用同样多的烧嘴开孔是有利的。烧嘴可以布置在气化器的任何高度上，不过在一个较好的实施方案中，它们是位于由气化器底部算起大约一个直径的位置上。这一位置可以使得由气化器排出口排放的粉炭或未转化的碳量达到最少，而且由于烧嘴和出渣口之间的距离较小，可以保持较高的温度以保证炉渣处于可流动状态。

除了以上的特点以外，本发明还采用一种直径可以适应煤中含灰量不同而予以扩大或缩小的出渣口。出渣口直径的增减是由增加或去掉盘绕在出渣口的冷却水盘管实现的。

现参见所附按本发明制造的气化器的纵向剖面图对本发明详细说明。

图上表示一直立圆筒式气化器10，气化器10的内薄壁11上有一层耐火内衬里12。其耐压外壳13将内薄壁和下面要描述的烧嘴开孔包住。气化器壳体是按照所选定的气化操作条件，特别是温度和压力而设计的。气化器壳体的各种设计结构已有许多，在此不予描述。气化器的出口20在其顶部并与淬冷段（图上未表示）相连接，淬冷段对所产生的合成气进行冷却。出渣口21位于气化器的底部并与合适的炉渣冷却与排除系统（图上未表示）相连接。这个气化器有四个烧嘴开孔，图上只画出三个。更具体地说，烧嘴开孔22与23正好沿着直径对置且位于较低的水平面上，而烧嘴开孔24及与之对置的另一个烧嘴开孔（图上未表示）位于较高的水平面上。所有的烧嘴开孔上都设有一系列冷却水管25，其中通以冷却水，借以冷却烧嘴开孔处的器壁。

出渣口21由许多同心环管26组成。所有的环管26都与冷却水总管（图上未画出）接通并由总管供水。这些环管可以单个地由总管上拆下以便加大出渣口的直径。图上所示出渣口具有较小的直径，拆掉下面几圈环管即可扩大其直径。箭头A表示向集渣器排渣。

烧嘴开孔中安装合适的烧嘴30、31及34。烧嘴30及31沿着轴线32及33的方向向下。烧嘴30及31向下燃烧的俯角可以在较大范围内变化，在较好的本发明实例中可达到与水平面成0到15度角。烧嘴34及其相对的烧嘴（图上未画出）位于较高的水平面上而且一般是沿着水平方向燃烧的，不过有时也可以与水平线成一角度，向下或向上。不论怎样，上层烧嘴与水平线的角度不大，例如正负5度。有多种烧嘴可供采用，例如美国专利说明书4350103中所描述的各种烧嘴。所用各种烧嘴都按向气化器供入粉煤/氧气混合料进行设计。