[发明专利]用烟尘再循环法气化细颗粒至粉尘状燃料的方法和设备

说明书

本发明涉及把细颗粒至粉尘状的燃料在一个提高了压力的气化反应器中、在高于炉渣熔点的温度下进行气化的一种方法和设备，其中，和产生的部份氧化粗煤气一起由气化反应器中排出的烟尘被从气流中干燥分离出来，紧接着和要气化的燃料一起被送进一个共同的供料容器中，然后将生成的燃料-烟尘混合物送入气化反应器。

在用氧和/或空气，以及必要时还用蒸汽气化含灰分的燃料时，如果使用高于熔渣熔点的气化温度，虽然绝大部份和燃料一起进入气化反应器中的灰分作为熔渣出现，并能以液体状态从气化反应器中排出，但小部份灰分和气化时产生的部份氧化粗煤气一起作为烟尘离开气化反应器。实践经验证明：假如使用优选的和受控制的气化条件，则和部份氧化粗煤气一起带出的烟尘量几乎是不变的，也就是说，只要含灰分量在约8%（重量）至40%（重量）之间，带出的烟尘量与所使用的燃料的含灰分量无关。在继续处理或继续加工部份氧化粗煤气之前，必须以合适方式将烟尘从气流中分离出来。这可通过干分离，例如用一台旋风式过滤器来实现。为了利用烟尘中的碳含量和将此烟尘转化成可以储存的、水溶性的、从而不污染环境的熔渣，已知的办法是将已分离的烟尘送回到气化反应器中。

为实施这种工作方式，在EP-BI-0109109中说明了一种方法，用这种方法将已分离的烟尘和燃料一起间歇地送到一个供料容器或一个流化容器中，该供料容器或流化容器的内部装有混合装置，并具有分开的燃料入口和烟尘入口以及获得的混合物的出口。在此情况下预先规定：通过送入一种气体（可以是氮气或冷却的产品气体）将燃料和烟尘转化成流化状态，借此得到两种组分的均匀混合物。然后把生成的流化了的燃料-烟尘混合物从供料容器转移到气化反应器中。

但这种工作方式由于以下原因不是没有缺点的：

为调节流化状态或调节流化床或沸腾床，需要相当大量气体。如果为此使用氮气，则此氮气和燃料-粉尘混合物一起到达气化反应器中，并在那里导致气化条件变坏以及降低产品质量。如果为流化而使用返回的产品气体，这意味着影响生产效率，从而降低气化设备的经济效益。此外，已证明：在相似于流化床或沸腾床的状态下使用气动输送时，不能很均匀地从供料容器输送出燃料-烟尘混合物，也不能以高输送气流密度把燃料-烟尘混合物输送到气化反应器中，而这正是为无可指摘地进行气化，尤其是用烟尘气流气化时所必需的。此外，为在供料容器中维持一个流化庆或沸腾床，调节床层高度恒定是流化床或沸腾床正常运转的先决条件。但此条件可以和实践中提出的要求不一致，即当来自串连设备的燃料供给发生短时干扰或波动时仍需保证气化反应器的燃料供给维持不变。这项要求只能通过供料容器中可变的、适合当时情况的料位来承担。已知工作方式的其它缺点，其中明显的是要间歇地将粉尘和燃料输入供料容器中。因此要将两种成份的混合比调节到恒定和严格规定的程度是不可能或极为困难的。

因此，本发明的基本任务是对开头所述类型的方法加以改进，避免上述缺点。同时也应对实施本发明方法用的供料容器作如下改进：对燃料和烟尘的混合，不需要带活动部份，例如带搅拌器的混合设备，以及不需要附加的气体。

按照本发明，为完成此任务用的方法的特征在于：气动定量输送的燃料和烟尘的物料流在共同的供料容器入口处进行混合;把输入供料容器的输送气的体积流量调节到使此体积流量只够满足在供料容器中保持压力以及把燃料-烟尘混合物从供料容器输送到气化反应器中的需要;不仅在供料容器中而且在通到气化反应器的输送管道中都不发生燃料-烟尘混合物的类似流化床或类似沸腾床的松散。

这就是说，在实施本发明方法时，在供料容器中放弃了部份地与固体燃料流相反的、使燃料-烟尘混合物均一化并像流化床或沸腾床似地松动的气流。

对实施本发明方法来说，如果从部份氧化粗煤气气流中分离出来的烟尘具有高达15%（重量）至40%（重量）之间的碳含量，这是有好处的。因为已证明：提高了碳含量的烟尘的特点是特别容易用气流输送。

通过在气化时把O₂/C的比例降低到使得和燃料一起输入气化反应器中的碳的转化率保持在95%和97%之间的范围内，就能达到烟尘中如此高的碳含量。在此情况下，未反应的（气化的）碳几乎全部进入烟尘中，因此导致相应提高烟尘中的碳含量。但因本发明方法中把烟尘全部送回到气化反应器中，所以这种工作方式不影响本发明方法的经济效益。

本发明方法以及适合于其实施的供料容器的其它详细情况，应根据图示作如下说明：以下表示：

图1  实施本发明方法的设备流程图。