[发明专利]具有用于气化炉的水激冷的方法和系统

说明书

背景

领域

本文描述的实施例总体涉及到气化炉和气化炉的运行方法。更具体地，这样的实施例涉及到在氧化剂被引入其中的一个或多个部位降低气化炉内的温度。

相关技术描述

气化是将含碳原料转化为大多气态的混合物的高温工艺过程，该混合物包括一氧化碳、二氧化碳和氢气。气态产物一般被称为合成煤气或者更简称为合成气。合成气可以作为氢气源，用于生产其它有机化学物质，和/或产生蒸汽和/或发电。因此，气化通过将原料转化为可投放市场的产品而使其得低价值的原料增值。

气化炉包括用于将原料和氧化剂转化为合成气的升管。在氧化剂进入升管的地点产生热。所产生的热造成具有温度能导致气化炉内的结构应力的局部热区或区域。为了降低在氧化剂进入点的温度，蒸汽时常在进入点伴随氧化剂被引入，或是与氧化剂相混合，或是独立于氧化剂引入。由于已存在例如超过100℃的高温，蒸汽的冷却效果有限。

在升管内循环的灰分也能通过吸热来降低在氧化剂进入点处的温度。但当灰分吸收该附加热时，灰倾向于软化，并且由于灰分软化，故它能聚集成团并在气化炉内造成堵塞或障碍。

因此，人们需要用于降低在气化炉内的局部热区处的温度的改进的系统和方法。

附图说明

图1示出了根据描述的一个或多个实施例的示例性气化炉。

图2示出了根据描述的一个或多个实施例的示例性气化系统。

具体实施方式

图1示出了根据一个或多个实施例的示例性气化炉100。气化炉100可包括升管102、第一分离器如第一旋风分离器130、第二分离器如第二旋风分离器140、立管150和回收管线160。升管102可以包括第一或“下”混合区104、第二或“上”混合区106以及气化区108。经管线110的一种或多种原料(示出一种)可以被引入到第一混合区104、第二混合区106和/或气化区108中。例如，经管线110的原料可以如图1所示被引入到气化区108中。同样地，经管线112、114的一种或多种氧化剂(示出两种)可以被引入到第一混合区104、第二混合区106和/或气化区108中。例如，经管线112的氧化剂可以被引入到第二混合区106，经管线114的氧化剂可以被引入到第一混合区104中。经管线110的原料和经管线112、114的氧化剂可以如图所示被分开引入到气化炉100中和/或作为混合物(未示出)被引入。经管线110的原料和经管线112、114的氧化剂可以被依次和/或同时引入到气化炉100中。

在靠近经管线114的氧化剂进入到第一混合区104中的进入点的局部区、区段、空间或区域(第一高温区)120内可能产生热。例如，在局部区域120内的热可以至少部分通过经管线110被引入的原料的至少一部分的燃烧和/或沉积在从颗粒床或固体床152被引入到升管102中的循环颗粒上的碳的至少一部分的燃烧而产生。术语“进入点”可以是指或包括装有原料和/或氧化剂的管线110、112、114与升管102相交的地点。在局部区域120内的温度的范围可以从低的1000℃、约1050℃、约1100℃、或约1150℃至高的约1200℃、约1250℃、约1300℃、约1350℃、或约1400℃。

在靠近经管线112的氧化剂进入到第二混合区106中的进入点的局部区、区段、空间或区域(第二高温区)118中也可能产生热。例如，在局部区域118内的热可以至少部分通过经管线110被引入的原料的至少一部分的燃烧和/或沉积在从颗粒床或固体床152被引入到升管102中的循环颗粒上的碳的至少一部分的燃烧而产生。在局部区域118内的温度的范围可以从低的约900℃、约950℃、或约1000℃至高的约1100℃、约1200℃、或约1300℃。

在靠近经管线110的原料进入到升管102中的进入点的局部区、区段、空间或区域(第三高温区)116中也可能产生热。例如，在局部区域116内的热可以至少部分通过经管线110被引入的原料的至少一部分的燃烧和/或沉积在从颗粒床或固体床152被引入到升管102中的循环颗粒上的碳的至少一部分的燃烧来产生。在局部区域116内的温度的范围可以从低的约800℃、约850℃、或约900℃至高的约1000℃、约1100℃、或约1200℃。