[发明专利]对微细燃料压力气化产生的可用气体进行冷却的装置

说明书

本发明涉及一种对微细燃料压力气化产生的可用气体进行冷却的装置，其置于生产可用气体的系统中，包括一个气化反应器，一个冷却从气化反应器流出的粗煤气的骤冷管和一个带对流加热表面的对流釜，该釜用于吸收粗煤气的余热，上述微细燃料指的是细颗粒直到粉末状的燃料，特别是煤料。而能量是通过燃烧器输入到气化反应器的，这些燃烧器大多还导送微细燃料。按照热力学观点，该气化反应器是如此控制或调节的，即，必须生产规定成分的可用气体。在骤冷管中，反应可以说是通过骤冷而停止的。为此，应输入一种骤冷气体。这种气体还称为雾气。就此而言，在本发明范围内仍按照现有原理工作。本发明致力的是用于微细燃料压力气化的设备，其置于生产可用气体的体系中。

在开头已述结构的冷却装置中，用于冷却高温液体例如冷却沸水的气化反应器、骤冷管和对流釜以及其他构件的壁部是焊接的平行管形成的管壁或装备这种管壁。这一点也适用于本发明冷却装置。显然，通过管壁吸收的热量可供利用。

美国专利第4950308中公开了一种气化装置，它由气化器13，骤冷器10，对流或管状冷却器2以及起转向作用的连接弯管3组成。该装置仅用于对流热交换的方式对微粒进行冷却，并且对流釜的热输出耦合较大。

在公知的气化装置中(本发明的技术背景-EPO115094A2)，带骤冷管的气化装置形成一个第一塔形结构，其连接并置于第一压力容器中，同时，在一个明显形成的骤冷区后边，该骤冷管还可以设置成辐射釜状并装备有相应的辐射表面。对流釜构成一个第二塔形结构，其连接和置于第二压力容器中。该压力容器可以是冷却状态。这两个构件是通过一个冷却连接通道在头部侧相连的，通过该连接通道，粗煤气从骤冷管或辐射釜转入对流釜。同时，该连接通道是作为热膨胀补偿器设置的或者装备成这样一种构件。为了将骤冷气体以及热载体输送到骤冷管和排出骤冷管、对辐射釜和对流釜的管壁所采取的这种措施是昂贵的。根据热力学作用原理，要设置两个塔形构件，这样，该装置才可以在两个构件中以不同的温度范围工作，才会发生不同的热膨胀。因此，为了在一定功率下制造可用气体就需要一个具有相应尺寸、体积庞大的构件。这种结构体积/功率的比率必需改进。

本发明任务在于，提供一种高效率的对微细燃料压力气化产生的可用气体进行冷却装置，其在生产可用气体的体系中用于微细燃料的压力气化，同时，相对于现有的结构体积/功率之比例有明显改进，而且，可消除从热力学原理考虑不得不容忍的缺陷。

为解决这一任务，本发明设置了一个对微细燃料压力气化产生的可用气体进行冷却的装置，它包括一个气化反应器，一个用于冷却从气化反应器流出的粗煤气的骤冷管和一个带对流加热表面的对流釜，该釜用于吸收粗煤气的余热，同时，通过下面的特征进行组合：

a、气化反应器，骤冷管和带釜壳体的对流釜安置在一个压力容器中，其中，对流釜对中地包围骤冷管，气化反应器同轴地安置在骤冷管的下方；

b、在骤冷管上方并在釜壳体中安置或构成一个转向装置用于使粗煤气从骤冷管流出并导入对流釜；

c、在气化反应器和对流釜之间的一个区域中，安置一个粗煤气排出装置，借助它，粗煤气可从釜壳体和压力容器中排出；

d、该气化反应器是定点地安置在压力容器的下边部分中；

e、对流加热表面由骤冷管和釜壳体所支承；

f、骤冷管和釜壳体安置在位于其下边区域和粗煤气排出装置上方的负荷分担元件上，该负荷分担元件具有粗煤气通道并定点地被安置在压力容器上；

g、在气化反应器和骤冷管之间设有一道环绕的使骤冷管和气化反应器分离的冷却气体输入隙缝。

同时，在一端为位于负荷分担元件下方的骤冷管部分和另一端为位于定点支承结构上方的气化反应器之间，就可容许不同的热膨胀，为此，冷却气体输入隙缝的尺寸可按照附加作为热膨胀补偿隙缝来确定。以此方式，本发明的对微细燃料压力气化产生的可用气体进行冷却的装置构成一个一体的结构。可以理解，压力容器是为了压力而设置的，借助它进行压力气化。通过负荷分担元件，可承担来自骤冷管、釜壳体和对流加热表面的全部载荷。

将在制造可用气体的体系中气化微细燃料的装置，设置成一体的装置结构，这在DE-PS2342079(1973)中已经公知。该装置中，在气化反应器的粗煤气排出口处连接一个结构高度较低的骤冷装置和一个辐射釜。粗煤气向上流动，并经过一个给水预热加热表面，然后从压力容器的头部流出。这种气化装置不能满足现代技术中的功率要求，热膨胀问题也未解决。