[发明专利]用于冷却气化器系统内的合成气的系统及方法

说明书

一种用于冷却气化器系统内的合成气的系统及方法。提供了一种用于在气化系统中使用的器皿。器皿包括外壳和定位在外壳内的热交换结构。热交换结构限定中心腔，其构造成接收和引导合成气至沿合成气通路定位在中心腔下游的骤冷部分。通道设置在外壳与热交换结构之间。液体密封件定位在骤冷部分上游，并且液体密封件构造成阻挡从骤冷部分进入通道的合成气和从通道进入骤冷部分的惰性气体中的至少一个的输送。

技术领域

本文公开的主题大体上涉及气化系统，并且更具体地涉及用于冷却合成气体或合成气的系统及方法。

背景技术

一些气化系统用于通过使各种烃进料诸如煤与氧和/或蒸汽在气化器中反应来生成一氧化碳(CO)和氢(H₂)的气体混合物，即，合成气体或合成体。合成气可在化学应用中处理和利用，或在联合循环发电设备中作为燃料。气化过程可大体在相对高的压力和温度下发生。冷却热合成气可为合乎需要的，例如，以在合成气分送用于在化学应用中或在联合循环发电设备中使用时有助于保持合成气的稳定性。然而，流体(例如，液体和/或气体)与合成气的任何混合可使下游处理或合成气的使用变复杂。

发明内容

在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。

在一个实施例中，提供了一种用于在气化系统中使用的器皿。器皿包括外壳和定位在外壳内的热交换结构。热交换结构限定中心腔，其构造成接收和引导合成气至沿合成气通路定位在中心腔下游的骤冷部分。通道设置在外壳与热交换结构之间。液体密封件定位在骤冷部分上游，并且液体密封件构造成阻挡从骤冷部分进入通道的合成气和从通道进入骤冷部分的惰性气体中的至少一个的输送。

在另一个实施例中，提供了一种气化系统。气化系统包括气化器，其构造成产生合成气和颗粒物质，以及合成气冷却器，其与气化器流连通地联接，并且构造成从气化器接收合成气和颗粒物质。合成气冷却器包括外壳和热交换部分，该热交换部分包括定位在外壳的第一区内的热交换结构，其中通道设置在第一区内。合成气冷却器还包括在热交换部分下游设置在第二区中的骤冷部分，其中骤冷部分具有骤冷室，其构造成便于冷却合成气和颗粒物质中的至少一个。液体密封件定位在第一区与第二区之间，并且液体密封件构造成横跨第一区与第二区之间的间隙支承液体，并且液体密封件构造成阻挡合成气输送或扩散到通道中或惰性气体从通道输送或扩散出中的至少一个。

在另一个实施例中，提供一种操作气化系统的器皿的方法。该方法包括使合成气朝骤冷部分流过器皿的腔并且将惰性气体引导到腔与器皿的外壳之间的通道中。该方法还包括将液体引导到定位在通道与骤冷部分之间的液体密封件的槽中，其中液体密封件构造成阻挡合成气与惰性气体混合。

技术方案1. 一种用于在气化系统内使用的器皿，包括：

外壳；

热交换结构，其定位在所述外壳内，并且限定中心腔，所述中心腔构造成接收和引导合成气至沿合成气通路定位在所述中心腔下游的骤冷部分；

设置在所述外壳与所述热交换结构之间的通道；以及

定位在所述骤冷部分上游的液体密封件，其中所述液体密封件构造成阻挡从所述骤冷部分进入所述通道的所述合成气和从所述通道进入所述骤冷部分的惰性气体中的至少一个的输送。

技术方案2. 根据技术方案1所述的器皿，其特征在于，所述液体密封件包括从所述外壳延伸的第一支承件和从所述热交换结构延伸的第二支承件，并且所述液体密封件构造成横跨所述第一支承件与所述第二支承件之间的间隙保持液体。

技术方案3. 根据技术方案2所述的器皿，其特征在于，所述第一支承件和所述第二支承件沿所述器皿的轴向轴线和沿所述器皿的径向轴线重叠。