[其他]制备合成气的方法和装置

说明书

本发明涉及在反应器中用含氧气体部分燃烧细粉碎的固体含碳燃料以生产合成气的方法。部分燃烧过程中形成的液态残渣从反应器底部的出口排出，靠重力通过残渣排放装置进入水槽或残渣急冷器急冷固化。

用基本上纯净的氧气作为含氧气体部分燃烧细粉碎的固体含碳燃料可生产出主要由一氧化碳和氢气组成的合成气。当使用的含氧气体是空气或富氧空气时，得到的合成气会含有相当数量的氮。本文中的“固体含碳燃料”一般指煤或其它固体燃料，例如褐煤、泥煤、木材、焦炭、煤灰等。然而，液体或气体和固体颗粒燃料的混合物也是可用的。

有利的是将一种调节剂引入反应器，其作用是调节反应器的温度。这是通过调节剂和反应物和/或制备的产物之间的吸热反应来实现的。适宜的调节剂是蒸汽和二氧化碳。

气化反应在温度为1200-1700℃、压力为1-200巴的条件下进行是有利的。

制备合成气所用的反应器可以具有任何一种适宜形状。

可以以任何适宜的方式将细粉碎的固体含碳燃料和含氧气体送入反应器，只要能适于此用途即可。对此本文不需详述。

部分燃烧反应形成的液态残渣下落，并从反应器底部的出口排出。

为从气化过程除去残渣，已知的方法是在反应器的下面设置急冷水槽或残渣急冷器，残渣急冷器用任何一种适合的方法和反应器相接，捕集靠重力下移的残渣，将其冷却后形成烧结颗粒或团块。渣块形成后，用常规的设备将其定期或连续地排放。

例如，可以使用闭锁漏斗来达到上述目的，将固化的残渣分批从气化系统卸出。

在向外排放残渣的周期内，将残渣急冷器和漏斗间连接线上的一个或多个阀门关闭，使漏斗与气化系统隔离。

然而，此时部分燃烧过程所产生的残渣收集在这些阀门上方的急冷器内，残渣极易架在阀门上方较窄处。在重新将漏斗和气化系统接通后，很难使残渣再落入漏斗。即使使用喷水嘴进行搅动也是不能成功的。

因此，本发明的一个目的是提供一种部分燃烧细粉碎固体含碳燃料生产合成气的方法和装置，其中部分燃烧过程中形成的液态残渣能够以一种有效的方式极容易地且高效率地从残渣急冷器排出。

本发明的另一个目的是提供一种对残渣急冷器和闭锁漏斗之间阀门的快速性能试验。

为此，本发明提供了一种在反应器中用含氧气体部分燃烧细粉碎的固体含碳燃料生产合成气的方法，其中部分燃烧过程中形成的残渣落入水槽或急冷器进行固化，然后靠重力落入闭锁漏斗，从闭锁漏斗中分批将固化后的残渣排出气化系统，所述闭锁漏斗和残渣急冷器用一个或多个阀门相连，该方法包括在闭锁漏斗中形成并保持持久的气泡或气帽的步骤，所述气泡的压力低于残渣急冷器内的压力，由此使得在打开闭锁漏斗和残渣急冷器之间的阀门时，形成水和残渣向下的初始流动。

本发明还提供了一个实施上述方法的装置，包括与闭锁漏斗通过一个或多个阀门相连的残渣急冷器，漏斗底部装有由一外或多个阀门构成的出口，和用于在闭锁漏斗中形成并保持持久的气泡或气帽的装置。

在本发明的一个有利的实施方案中，闭锁漏斗中的气泡可通过在漏斗的上部向下插入一个一定长度的管子来形成。

在本发明的另一个有利的实施方案中，气泡由惰性气体（例如氮气）组成。

下面，参照附图用实例对本发明加以详述，其中图1和图2分别示意地表示了本发明装置的有利的实施方案。

参阅图1和图2，图中示出了带有出口2的残渣急冷器1的截面。残渣急冷器1是气化系统的一部分，它安置在进行部分燃烧过程的反应器或气化段的下面，其连接方式可以采用任何适合于此用途的方法。

为清楚起见，图中未示出气化段。残渣急冷器1的出口2经适宜的连接线路3与设在其下面的闭锁漏斗4相接。线路3上设有一个或多个阀门3a。

在闭锁漏斗4中，维持持久的气泡或气帽5，压力低于残渣急冷器1的压力。气泡可由惰性气体（如氮气）组成。

闭锁漏斗4底部设有出口7和一个或多个阀门7a，用于在排放周期将固化的残渣由气化系统排出。可以用任何适当的装置接收排出的残渣（为清楚起见，图中未示出）。可以借助于伸入闭锁漏斗4内上部空间的管6（如图1所示），或者更为有利的是，借助于与残渣急冷器1和漏斗4之间垂直管流体相通的管6a（如图2所示），向闭锁漏斗4供应惰性气体（如氮气），以保持漏斗中的气泡5，其中所述的垂直管伸入漏斗的内部，其伸入的长度应能足以维持漏斗最上部的气泡。

本发明系统的操作如下所述：