[其他]生产合成气的方法和设备

说明书

本发明涉及用含氧气体部分燃烧含碳燃料以生产含有氢气和一氧化碳的气体混合物的方法和设备。

当所用的含氧气体是空气或富氧空气时，所生成的含有氢气和一氧化碳的气体混合物还含有数量可观的氮气。所说的含碳燃料通常指煤油或其它固体燃料，如褐煤、泥煤、木材、焦炭和烟垢等，但液体燃料如油砂或者页岩油、液体和/或颗粒固体燃料的混合物和烃气也是可用的。

有时还将一种调节剂引入反应器或气化器使之对气化器的温度产生调节作用，这是由于在调节剂和反应物和/或含有氢气和一氧化碳的气体混合物产品之间存在吸热反应。适用的调节剂是蒸汽和二氧化碳。

气化过程宜在温度范围为1200～1700℃和压力范围为1～200巴下进行。

生产含有氢气和一氧化碳气体混合物所用的气化器可为球形、圆锥形或圆柱形，其中尤以圆柱形气化器最为可取。

由德国专利申请24e，3/06，s20692（F.Sabel    27-10-1950申请，25-10-1951公开）可知一种工艺方法。其中，气化器中生成的灰分和残渣最初通过产物通道中的急弯所产生的离心力与气态产物分离。这样灰分和残渣基本上是以液体形式分离出的，一经冷却便可形成固体材料的附聚。清除这些附聚物是困难的。通过冷却实现进一步分离，冷却是在一个单独的容器中进行的。

本发明的一个目的是提供一种解决附聚物形成问题的方法，在该方法中，气化过程后立即继之以急冷处理，同时除去大部分的灰分和残渣。

本发明的另一个目的是提供一种实施该方法的紧凑设备。

因此，本发明提供了一种用含氧气体部分燃烧含碳燃料以生产含有氢气和一氧化碳的气体混合物的方法，所述方法包括下列步骤：

（1）在适于导致部分燃烧的温度和压力下，将所述燃料和含氧气体送入气化器;

（2）在气化器出口附近的急冷段急冷步骤（1）所得产物;

（3）从上所得气体混合物中分离出灰分和残渣;

（4）将灰分和残渣排入灰渣槽;

（5）使所得气体混合物通过废热锅炉;

其特征在于废热锅炉基本上垂直直接位于气化器和急冷段的下方，灰分和残渣经基本上垂直在废热锅炉内部延伸或与之并排的排放器卸出。

本发明还提供了一种用含氧气体部分燃烧含碳燃料以生产含有氢气和一氧化碳的气体混合物所用的设备，包括：

（1）设有含碳燃料和含氧气体入口以及产品气出口的气化器;

（2）放置在气化器出口附近的急冷段;

（3）从气化器排出灰分和残渣的排放器;

（4）废热锅炉;

其特征在于废热锅炉基本上垂直直接位于气化器的下方，灰分和残渣经基本上垂直在废热锅炉内部延伸或与之并排的排放器卸出。

有利的是，本发明的方法采用下流式气化器，将含碳燃料和含氧气体同时注入其上部。可以采用一个喷头或多个喷头将各组分注入，喷头的方向为水平的或垂直向下的或倾斜向下的。

所形成的燃烧产物进入位于气化器下方的急冷段，经一股或多股冷却介质冷却，使燃烧产物的温度降低到这样的水平，既可使灰分和残渣固体化，但又要保持足够高，以便能在下游回收燃烧产物大部分的热量。

下面参照附图通过实施例对本发明作进一步描述。附图表示本发明的用含氧气体部分燃烧含碳燃料以生产含有氢气和一氧化碳的气体混合物所用设备的纵剖面示意图。附图中介绍了气化器1。含碳燃料、含氧气体和任选的调节剂经气化器1顶部的供料口2被注入气化器。在适当条件下部分燃烧，产生含有氢气和一氧化碳以及灰分和残渣的气体混合物，气体混合物经气化器底部的出口3离开气化器。在出口3处产品气体被冷却介质急冷，冷却介质是经入口4进入急冷段的。大部分的灰分和残渣冷却后落入灰渣排放器5，排放器5最好是由废热锅炉6的外壳环绕，灰渣排入灰渣槽7。该灰渣槽可以是一水槽。废热锅炉内装有冷却设施如盘管或栅板，由于清晰度的关系，此部分未示出。灰渣从槽7排入适当的排卸装置，如密封式灰渣料斗（未示出）。所获得的气体混合物可能还含有一些灰分和残渣污染物，在废热锅炉6中冷却后经出口8导出，必要时做进一步处理，例如脱除其中的污染物。

灰渣排放器5可直接位于气化器出口的下方，其上端在急冷段中。有利的是，也可使灰渣排放器5与废热锅炉并列延伸。

气化器、废热锅炉和灰渣排放装置中的压力应能防止从气化器排出的产品气体进入灰分渣排放器5，并使之几乎全部进入废热锅炉。这些工艺特征以及结构特征不是本发明的部分，这里将不再描述，同时由于清晰度的关系也未在附图中示出。

本发明的方法和设备的操作如下所述：