[发明专利]把同运载气体一起从反应容器排出的细粒状固体返回的工艺

说明书

本发明涉及一种把借助于运载气体经反应容器的排放口从反应容器、尤其是从熔化气化器排出的细粒状固体，例如煤粉和铁粉，返回到反应容器的返回点的工艺，其中固体在固体分离器、尤其是旋风分离器内被分离出来，并且接着借助于输送气体在保持固体分离器与返回点之间压力差的情况下，返回到反应容器内，并且在进入反应容器的同时输入氧气，被至少局部地转化为气体和/或点燃；本发明还涉及一种用于实施上述工艺的装置。

EP-A-0493752公开了一种上述类型的工艺，在这种工艺过程中，从熔化气化器排放出的热粉尘被在被热旋风分离器内分离，并且经过一台燃烧器被返回到熔化气化器内。为了克服在热旋风分离器与熔化气化器之间的压力差，返回过程是通过一阀门系统实现的，在该阀门系统的两只阀门之间配置有几个贮料仓。

从熔化气化器中排出、约1500℃的热还原气体带有相当数量的粉尘状固体。粉尘浓度大约为每立方米还原气体150g。还原气体在排出熔化气化器之后，通过掺入冷气体，通常为同一种类的冷气体，其温度被调整到约850℃。在热旋风分离器内，主要由煤粉与铁粉的混合物组成的固体被连续分离。由于这种固体磨损能力很强，所以这种已公开的阀门系统不仅在结构上非常昂贵，而且还会受到巨大的磨损。固体微粒到喷嘴的输送过程不是连续地进行，即一股股地分批式进行，因此不能保证粉尘燃烧器的连续工作方式，并且还降低了粉尘燃烧器的效率。固体颗粒可能在装填贮料仓时沉降下来，这可能导致粉尘流动的阻塞。

EP-B-0278287公开了一种借助运载气体将从反应容器排出的细粒状固体返回反应容器的工艺。在这过程中在固体分离器内积聚的固体被输运到一只收集箱内，并在那里被贮存起来。收集箱在这里用作补偿容器，借助于热的直接取自反应容器的反应气体，从缓冲容器中取出固体颗粒，并且通过一只喷嘴把固体颗粒直接送回到反应容器内。在收集箱内可能会导致固体的沉淀，并因此而导致固体流的阻塞，尤其是由于从反应容器中直接取出的热输送气体会引起固体材料局部熔化，造成烧结粘附，更可能造成上述结果。在这种已公开的工艺中，喷嘴直接通入到反应容器内。

本发明的目的是避免上述缺点与难点，并且其任务在于创造一种工艺以及一种用于实施该工艺的装置，它能够在没有移动的、并且会受巨大磨损与热交变应力作用的部件的情况下，进行固体的返回过程，其中尤其应该连续地、以控制方式进行返回过程，并且毫无困难地克服在固体分离器出口处与反应容器之间的压力差。同时应该能够保证一种连续的、不受干扰、具有高度可靠性的固体流动过程。

该任务在前述类型的工艺过程中通过下述方式实现，即被分离出来的固体借助于推进气体在喷射作用下被直接而连续地从固体分离器抽走、加速并且送往反应容器。因此按照本发明在正常的工作状况下，在固体分离器与反应容器之间装有一条完全敞开的线路，而不存在阻滞区域和对存储内部部件。推进气体从固体分离器把固体与流过器固体分离器的极少部分运载气体一起吸入。这样就保证了固体总处于运动中而不可能沉降下来。这样也就可靠地避免了粒子粘挂的危险以及粉尘流动的阻塞。

为了保证固体返回过程中工作状况的高度稳定性，推进气最好应该等音速或者超音速流动(采用超临界压力比)。

如果采用氮和/或经冷却并且净化过的工艺气体作为推进气，是有好处的。

按照一种优选的实施形式变体，经冷却并且净化过的工艺气体由含CO和H₂的还原气体组成。

用于实施按照本发明的工艺的装置，带有一只反应容器，尤其是一只熔化汽化器；带有一根从反应容器出来的排气管，它通向固体分离器，尤其是通向旋风分离器将分离出来的固体输送到喷射器的固体排放管道就从旋风分离器伸出；还带有一根从喷射器导向反应容器，并且经煤粉燃烧器通入到反应容器内的固体回收管道；该装置的特征在于，固体分离器以管道导引方式、不间断地经喷射器与固体回程管道并且因而与煤粉燃烧器连接。按照本发明的装置，其安装简单而不复杂，并且在正常工作状态下使得完全自由的固体流动成为可能，以及由于固体被直接而连续地排出因而使固体分离器的有效系数更佳，这样就明显地减少了粉尘损失。本发明的装置的简单构造，决定了设备的很小的维护费用，很高的利用率以及很好的工作性能。

为了分离出粗颗粒，例如粗煤粒或焦碳粒，最好给固体分离器的下游配置一套粗过滤装置。