[发明专利]气化制成的粗煤气的冷却方法

说明书

本发明涉及一种粗煤气的冷却方法，这种粗煤气是将粒状至尘状的燃料加热至其熔点温度之上发生气化而生成的，用一部分生成的气体进行骤冷冷却。

煤或其它固体燃料加热至其熔点温度之上发生气化会产生粗煤气。目前这种粗煤气的冷却存在问题：气化反应器中粗煤气生成的同时，也会产生一些杂质，这些杂质在随后的粗煤气冷却过程会凝结，特别是在气化反应器下游的余热锅炉系统和气体处理设备中产生不希望的沉积。上述杂质主要涉及熔化的或可烧结的渣粒，以及一些可凝结的蒸汽。

为消除上述缺陷，德国专利DE-PS2429993建议：向气化反应器排出的炽热气体中混入冷却后的成品气体作为所谓的骤冷气体。该成品气体在流过余热锅炉系统之后，用管道反馈回来，并在气化反应器的出口和余热锅炉系统的入口之间吹入热气流中。但是该文献对于冷却的骤冷气体的回送方式没有作进一步的说明。

另外，美国专利3,963,457中公开了一种回送方式，其中，一部分经冷却、净化的气流在第二煤气洗塔下游被抽出，并用压缩机回送到气化反应器的出口，这部分气流在粗煤气进入余热锅炉系统之前混入粗煤气。

实验显示，采用上述方法时，要降低气化反应器排出的粗煤气的温度就必须成比例地大量回送冷却的骤冷气体。与不回送骤冷气体的方法相比，会出现效率损失。所发生的效率损失取决于煤气洗塔中的煤气冷却、低温系统中的余热利用以及骤冷气体回送时的压缩工作条件。

但是，不采用骤冷气流的方法也并非不存在问题，其中的辐射部件特别有污染的危险。另外，在特定的运行条件下所用的辐射炉特别昂贵，因此，不采用骤冷气流的方法将需要非常高的设备费用，才能将气体冷却到所希望的温度。正是基于经济上的考虑，人们并不打算完全放弃添加骤冷气体。

目前理论研究的结果表明：如果采用热的骤冷气体进行冷却工作，同时该气体回送时的重复压缩问题能在能量和结构两方面得到良好解决的话，那么将在很大程度上避免采用冷的骤冷气体工作时引起的效率损失。因此，本发明的目的是提供一种尽可能简单和廉价的冷却方法。

上述目的通过本文开始所述的方法实现，本发明的特征是：从设在气化反应器下游的余热锅炉系统的对流部件内抽出一部分未除尘的、温度在200-800℃之间的气流，用供给动力气体的喷嘴把上述气流作为骤冷气体回送到气化反应器下游设置的骤冷区域中。

这意味着，根据本发明的方法，一种未除尘且仅部分冷却的骤冷气体借助于喷嘴被回送到骤冷区域中。骤冷区域可根据粗煤气的流动方向设置在余热锅炉系统的辐射部件的上游或下游。如果需要的话，该骤冷区域也可以与辐射部件结合。这里，骤冷气体的供给量这样确定：通过骤冷气体与热的粗煤气的混合应使粗煤气达到所需的中等温度。当骤冷气体回送到辐射部件的上游时，这个中等的温度是指900-1400℃。当骤冷气体回送到辐射部件的下游时，上述中等的温度系指700-1200℃。

采用喷嘴作为回送骤冷气体的驱动装置是一个特别优选的方案，因为其中仅涉及一些运作安全、对环境要求不高的装置，其结构之简单几乎无可比拟。但是，以前几乎不能设想在这里使用喷嘴，因为人们担心：输送含尘的热的骤冷气体时喷嘴内部特别是其最狭窄的截面上会发生明显的侵蚀性磨损和/或形成沉积。然而，根据本发明则不存在这个问题，本发明的喷嘴具有一个耐磨的内衬，并且骤冷气体是在一定的温度范围内被抽出的，在该温度范围内不用担心沉积的大量形成。事实表明，由熔化的玄武岩或粉末冶金制成的内衬是特别适宜的。尽管如此，每隔一段时间上述内衬也应予以更换。这样本发明的喷嘴具有体积较小的优点，因而很容易拆装。如需要的话，喷嘴也可由其他射流装置例如环形扩散器或射流风机来代替，作为骤冷气体的输送装置。

本发明的另一个有利的特别是使用未除尘的气体作为骤冷气体，因此气体可以不必在干式过滤器中净化。经验表明，当气体在较高的温度下从余热锅炉系统的对流部件中抽出时，气体除尘用的干式过滤器可能出现材料问题和堵塞现象，因而至今尚未成为广泛的技术标准。由此可以肯定，专业人员也不能根据前述的现有技术想到本发明的技术解决方案。