專利名稱：粉煤加壓氣化器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣化器，尤其是，涉及一種具有一灰床以及在此并流的氣化器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，加壓氣體化過程或者為流化床、或者為傳遞反應(yīng)器類型，通常需吹入氧氣替代空氣，從而極大地增加了它們的資金和運(yùn)作成本。這些設(shè)備利用多種方法，例如利用旋流器或類似物，來捕集溢出的碳并對(duì)其進(jìn)行重新處理。但是，這些已知的方法并沒有特定還原帶能夠捕捉痕量的碳或炭以完成這些反應(yīng)。
此外，當(dāng)用作產(chǎn)生能量的目的時(shí)，因?yàn)橐阎南到y(tǒng)利用純O2進(jìn)行發(fā)電。而且，已知的方法并不提供內(nèi)置的設(shè)備來冷卻灰以回收蒸氣形式的能量，或脫水、或隔離、以及為氣化器和必須的熱氣過濾器去除灰殘余物。
因此，需要一能夠利用空氣而不是純O2的系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能降低附加損失，從而將系統(tǒng)的效率從當(dāng)前大約35％的能量轉(zhuǎn)換率增加至大約50％的能量轉(zhuǎn)換率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種燃燒和氣化碳原料的方法以及一種氣化器系統(tǒng)。氣化碳原料的方法包括將諸如煤和類似的碳原料、與氧氣，優(yōu)選為空氣、以及水源混合而形成一混合物，將該混合物注入一氣化器并進(jìn)行燃燒，從而在氣化器內(nèi)形成并流。在燃燒過程中，加入水、優(yōu)選為蒸氣，來控制燃燒溫度，以此來氣化所述碳原料。隨后生成的一氧化碳、氫氣以及副產(chǎn)物流經(jīng)與氣化器以流體連接的灰床。在優(yōu)選的實(shí)施例中，灰床置于氣化器內(nèi)。灰床至少過濾氣體中的部分副產(chǎn)物如炭，并使其反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，該方法還包括控制灰床的孔隙率從而使氣體能夠流經(jīng)灰床。所述孔隙率可以通過向灰床加入惰性物質(zhì)來進(jìn)行控制，從而足以保證空氣自由流動(dòng)而捕捉之前燃燒氣體中的由氣化/燃燒過程帶來的炭和其它副產(chǎn)物。任選地，對(duì)氣化器內(nèi)氣體中的二氧化碳水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并采用所述二氧化碳的水平來調(diào)整氣化器內(nèi)空氣/燃料的比率。還可向空氣/燃料混合物中加入石灰來降低硫濃度。
該方法還優(yōu)選包括保持氣化器內(nèi)灰床的高度，以及包括從灰床中去除原料。從灰床中去除的原料進(jìn)入急冷槽，由此重新獲得以蒸氣形式存在的能量。然后將浸入液體的原料從急冷槽中移走，并利用脫水螺旋脫去所有液體。
然后優(yōu)選用熱交換器來冷卻氣化器產(chǎn)生的氣體，接下來優(yōu)選采用達(dá)到99.99％效率的高效過濾器進(jìn)行過濾。也可采用上述相同的方法從過濾器濾出的粒子中重新獲得蒸氣形式的能量。然后可將過濾后的氣體用于產(chǎn)生能量，例如通過為渦輪提供動(dòng)力。
氣化器系統(tǒng)包括一個(gè)氣化室、多個(gè)噴嘴或燃燒器、以及一個(gè)灰床區(qū)域。所述的多個(gè)噴嘴噴射混合物，該混合物包括碳原料、氧氣以及水源，所述的氧氣優(yōu)選為空氣?；旌衔镌跉饣鲀?nèi)，以理論上的空氣/燃料混合比率進(jìn)行燃燒，形成熱氣體混合物。在優(yōu)選實(shí)施例中，灰床區(qū)域被置于靠近氣化室底部的位置，并且應(yīng)包括一個(gè)灰床?？蛇x擇地，灰床區(qū)域可置于第二室內(nèi)，該第二室與氣化器以流體連接。在氣化器內(nèi)產(chǎn)生并流，從而使混合物燃燒而產(chǎn)生氣體和副產(chǎn)物，流經(jīng)灰床并流出氣化器系統(tǒng)。
氣化器優(yōu)選包括一分配器，其將空氣/燃料混合物分配至多個(gè)噴嘴。在優(yōu)選實(shí)施例中，氣化器還包括至少一個(gè)檢測(cè)氣體中二氧化碳水平的傳感器和一個(gè)檢測(cè)蒸氣噴射溫度的傳感器。利用二氧化碳水平來調(diào)節(jié)氣化室內(nèi)空氣/燃料的比率，利用蒸氣噴射來調(diào)節(jié)氣化室的氣流區(qū)域的熾熱氣化反應(yīng)的燃燒溫度。
氣化器還可包括一卸料器，利用該卸料器清除灰床上的原料。優(yōu)選使用液體浴以回收從灰床移出的原料中所包括的一部分蒸氣的能量。然后優(yōu)選使用脫水螺旋從浸入液體的原料中脫去所有液體，然后從氣化器系統(tǒng)中移出原料。
氣化器系統(tǒng)還優(yōu)選包括下游的氣體冷卻器，例如火管鍋爐，以及過濾器，用以去除在氣體中被捕獲的任何殘留粒子。該過濾后的氣體可隨后被用來通過例如氣體渦輪來產(chǎn)生能量。所述過濾器也可包括急冷槽，用來重新獲得過濾后粒子的一些蒸氣形式的能量。急冷槽優(yōu)選與上述相同。
通過閱讀以下詳細(xì)的描述并結(jié)合附圖將對(duì)本發(fā)明的這些及其它特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更好的理解。其中圖1是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
依照本發(fā)明，在圖1中，氣化器系統(tǒng)1包括一個(gè)或多個(gè)燃料池2(顯示1個(gè))、一個(gè)分配器3、一個(gè)氣化器4、一個(gè)氣體冷卻器5、以及一個(gè)熱氣過濾器6。氣化器系統(tǒng)1的操作壓力依賴多種因素，例如使用在整體氣體化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)動(dòng)力系統(tǒng)中的氣體渦輪，以及動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的因素。實(shí)際上氣化器系統(tǒng)1可在高于或等于大氣壓的任何壓力下進(jìn)行操作。在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，氣化器系統(tǒng)1在相對(duì)高的壓力，如在225磅/英寸2或更高壓力下操作。
一個(gè)或多個(gè)燃料池2裝有碳燃料13，例如粉煤，以及石灰，其通過氣化器4內(nèi)的反應(yīng)去除硫污染物。這些反應(yīng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。為了簡化，僅標(biāo)示出一個(gè)塔，其裝有粉煤和添加劑的混合物，所述添加劑如，但不局限于，石灰。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用多個(gè)燃料池2從而能更精確地控制燃料13和石灰的比率，以及任何其它燃料或添加劑，諸如惰性物質(zhì)，以控制灰床31的孔隙率?？蓪⑦@些惰性物質(zhì)與低灰燃料13或者與燃燒時(shí)產(chǎn)生極細(xì)灰的燃料一起使用。依照優(yōu)選實(shí)施例，該燃料池2優(yōu)選包括填充分離閥7、排氣閥8、底部排料分離閥9、以及填料分離閥10，但是對(duì)燃燒塔的具體設(shè)計(jì)并非本發(fā)明的限制條件。
例如在池2被清空后，當(dāng)填充池2時(shí)，關(guān)閉分離閥9和填料分離閥10，開啟分離閥7和排氣閥8，而當(dāng)池2向氣化器4卸料時(shí)，則應(yīng)當(dāng)反過來。用粉末燃料混合物填充池，并填充輸送機(jī)11。未顯示對(duì)粉煤燃料池2進(jìn)行填充和加壓操作的氮凈化步驟，但是該步驟是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。
池2優(yōu)選包括防爆聲波高度傳感器15以感知燃料混合物13的高度16。當(dāng)燃料混合物13的高度16降低時(shí)，高度傳感器15對(duì)控制器(未顯示)發(fā)出信號(hào)，用以在池2間進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換，例如可逐漸關(guān)閉閥9和閥10，而打開附加池2(未顯示)的相應(yīng)閥。這樣可保持向分配器3上的同一輸入點(diǎn)連貫的流動(dòng)。燃料池2的確切尺寸、形狀和操作依賴于許多因素，例如，所需的燃料流速以及再填充參數(shù)，但依賴的因素并不局限于此，這些是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并不是本發(fā)明所要限定的。
然后，燃料混合物13和空氣12如旋轉(zhuǎn)進(jìn)料分離閥14內(nèi)的空氣12進(jìn)行混合。空氣12可包括純O2，但是優(yōu)選地包括含有其它氣體的大氣，其它氣體例如是氮?dú)狻⒍趸家约捌渌烊淮嬖诘臍怏w。雖然還可在較高或較低的溫度下進(jìn)行操作，但是氣化器系統(tǒng)1運(yùn)行的優(yōu)選溫度范圍在約1600°F至約1800°F。在高于1800°F的溫度下操作氣化器系統(tǒng)1，由于諸如過濾器需要具有耐受高溫的性能等原因，因此增加了維修和設(shè)備的成本。氣化室24的溫度優(yōu)選通過調(diào)節(jié)引入氣化室24的蒸氣39的量，進(jìn)行控制。
接著，燃料混合物13和空氣12流入分配器3。該分配器3，如為高壓蒸汽紊亂橢圓燃料分配器或具有用以產(chǎn)生紊亂的旋轉(zhuǎn)器的室，顯示具有多個(gè)導(dǎo)入燃料紊亂蒸汽噴嘴17和18，噴嘴17和18是分配器3的進(jìn)口段19的一部分。分配器3優(yōu)選利用一個(gè)或多個(gè)噴嘴或燃燒器20和21以及控制閥22和23與氣化器4內(nèi)的氣化室24相連接。噴嘴20和21的數(shù)目和位置(例如高度)依賴于氣化器系統(tǒng)1的尺寸和流速。僅作為例證，通過關(guān)閉進(jìn)料閥22而保持閥23打開使負(fù)載減小，而保持蒸汽的強(qiáng)攪動(dòng)和高速度將燃料注入氣化室24中，則氣化器的攪動(dòng)能力就能得以提高。
氣化器4優(yōu)選包括耐高溫的涂層或有襯里的金屬殼30，其包圍著氣化室24和灰床31。在優(yōu)選實(shí)施例中，殼30延伸至灰床31，在靠近灰爐32處截止，從而可使氣體33沿著殼30的基底溢出，并進(jìn)入具有至少一個(gè)氣體出口37的環(huán)狀空間27?；掖?1優(yōu)選被置于緊鄰氣化室24的底部，并且，由燃燒的灰和燃料混合物13燃燒時(shí)未反應(yīng)完的碳組成?？梢约尤攵栊晕镔|(zhì)，例如火山巖，但不局限于此，以增加灰床31的孔隙率。或者，灰床31可以被置于一分開的殼體中(未顯示)，其與氣化室24以流體連接。在該實(shí)施例中，出口37大小調(diào)整適當(dāng)，以增大氣體的速度，保證燃燒過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物排出氣化室24而進(jìn)入灰床31。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，氣化器4包括高溫表面和與水冷卻的熱氣體接觸的隔板，并且該氣化器4是絕熱的，內(nèi)部以耐火材料(未顯示)襯里以維持氣化室24中的熾熱火焰26保持固定溫度的條件。氣化器4還包括排氣環(huán)型套管27，以及在氣化器4，氣體冷卻器5，熱氣過濾器6相互之間的管道，以容納和優(yōu)化氣化反應(yīng)并且減少NOx的生成。
氣化室24優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)氣體傳感器29、38，該氣體傳感器與測(cè)量多種狀態(tài)如溫度、CO2濃度和其它氣體組成的主系統(tǒng)控制器(未顯示)連接。如在該優(yōu)選實(shí)施例中提及的，該氣化器系統(tǒng)1在1600°F至1800°F的溫度范圍內(nèi)操作。在該溫度范圍內(nèi)，可以調(diào)控氣化室24中CO2的濃度，并且將空氣燃料比，a/f，調(diào)整至最適宜的比例，例如化學(xué)計(jì)量的a/f比。對(duì)于任意給定的燃料氣流13和空氣氣流12(空氣氣流的測(cè)量方法未顯示)，傳感器29、38協(xié)同分別確定噴嘴20和21最終蒸汽噴氣39和40以將氣化室24的氣體溫度控制在合適的水平。
熱氣體43穿過灰床31從下排出，灰和游離碳被灰床31捕捉或過濾。游離碳或炭的還原反應(yīng)同樣在灰床31中進(jìn)行并且基本上將所有游離碳變?yōu)闅浜鸵谎趸?，其最后成為最終氣氣流33的一部分。這些反應(yīng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。灰床31過濾及燃燒過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物和氣體反應(yīng)的能力由諸多因素決定，例如，操作溫度，壓力，以及灰床的密度和容積，但其決定因素不局限于此。這些因素是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
由標(biāo)號(hào)33指代的該氣體正如所示，通過內(nèi)部灰床柱面30的基底并且向上通過環(huán)型空間27。環(huán)型空間27的橫截面設(shè)計(jì)為可將最終氣體33的排出速度，維持在大致低于2英尺/秒以最大程度地降低灰被攜帶進(jìn)入其它的后續(xù)過程。氣體氣流33在氣體渦輪增壓器的加壓下以補(bǔ)充通過系統(tǒng)時(shí)的壓力損失(增壓器未顯示)。
灰卸料器44貼近爐底32的底面。如前所述，灰卸料器44將灰床31的灰移走，以維持灰床31的高度28。本發(fā)明無意于限定卸料器44的設(shè)計(jì)，但在該優(yōu)選的實(shí)施例中，卸料器44為在內(nèi)部浮動(dòng)的螺旋，并且其包括一未固定的花鍵驅(qū)動(dòng)45，置于軸46的外部，該軸46通過一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)47驅(qū)動(dòng)。該內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的螺旋片44外徑比內(nèi)徑略厚，如所示，以保持環(huán)型空間的灰高比灰床總厚度28低。該內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的螺旋片44具體的尺寸由具體的系統(tǒng)決定，并且該尺寸為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)。
在一實(shí)施例中，該外部螺旋片驅(qū)動(dòng)軸46包括帶有上支座52的上和下橫梁50和51，其均隱藏在熱交換器41中，如急冷槽53中。齒輪頭49的支座起著下橫梁51上的支座52的作用。與外部軸46同軸的內(nèi)部軸54優(yōu)選包括可耐受熱水條件的碳或陶瓷的軸承組合件(未顯示)。該內(nèi)部軸54優(yōu)選地通過馬達(dá)55從水平軸56通過防液滲的錐齒輪57驅(qū)動(dòng)。持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌棒58被置于內(nèi)部軸54上，圓形卸料器罩59被置于間歇轉(zhuǎn)動(dòng)軸46上并且被液體61，優(yōu)選水冷卻。分別沿?cái)嚢璋?8和圓形罩59之間的通路排出的蒸氣64和65變成過熱蒸氣并且與氣體流33混合。將圓形罩或盤59設(shè)計(jì)為可覆蓋直徑較小的爐底32出口孔66，從而防止灰從爐底中心的圓形開口66自由落出，從該圓形開口66，卸載灰60進(jìn)入急冷槽53。從急冷槽53蒸發(fā)出的蒸氣67同樣與氣體流33混合。
在優(yōu)選實(shí)施例中，卸載的灰60在急冷槽53中混合，該急冷槽具有一水位68，該水位68帶有置于外部軸46上的攪拌漿69。該攪拌漿69攪拌灰60和冷卻水53，下文稱做浸透灰83，若需要，可以加入細(xì)小灰的絮凝劑70以使細(xì)小灰在脫水螺旋76的作用下凝聚成塊。水位傳感器72優(yōu)選被用來確定何時(shí)給急冷槽53加入補(bǔ)給水73。成塊的灰沉積形成灰高度74。一個(gè)或多個(gè)灰高度傳感器75檢測(cè)灰的高度74并且控制脫水螺旋76。
雖然可以使用任意操作脫水螺旋76的方法，脫水螺旋76優(yōu)選通過馬達(dá)/齒輪頭77的開啟操作。脫水螺旋76不但從急冷槽53移出浸透灰83，而且從浸透灰83中脫出大部分，約50％的水，同時(shí)仍保持氣化器系統(tǒng)1內(nèi)的高壓。脫水螺旋76開口的直徑優(yōu)選比脫水螺旋76出口的直徑小。當(dāng)脫水螺旋76運(yùn)行時(shí)，卸灰閥79打開向接收槽81排出高度脫水的灰80。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，該脫水螺旋76包括四個(gè)“區(qū)域”。第一個(gè)“區(qū)域”包括入口區(qū)域82，以將浸透灰83進(jìn)行脫水。第二個(gè)“區(qū)域”包括有篩的內(nèi)部殼體區(qū)域84，被脫下的水流87通過該區(qū)域84與水53混合。第三和第四個(gè)“區(qū)域”包括密封區(qū)域85和灰拒阻/出口部分86。該密封區(qū)域85優(yōu)選為在卸載部分86之前殼體的一個(gè)短部分，其可防止水從灰的出口79滲漏。接著，脫水后的灰80被載入引出傳送帶89上，并且任何殘留的水分88(例如，通過密封區(qū)域85滲漏的水分)在槽81聚集并被回收至急冷槽53。
氣體33流入氣體冷卻器5中，優(yōu)選地通過隔離閥96，而使氣體33的溫度降低。因?yàn)榕c設(shè)計(jì)可在氣化器系統(tǒng)1的溫度下運(yùn)作的過濾器6和渦輪(未顯示)相關(guān)的成本相當(dāng)高，所以該冷卻器5當(dāng)前非常必要。然而，為得到適宜的功效，應(yīng)該去掉該冷卻器5?；蛘撸龤饣?產(chǎn)生安全的熱氣體，關(guān)閉閥96以點(diǎn)燃燃燒器99時(shí)，可以提供通風(fēng)管97和閥98使通過閥98的啟動(dòng)氣體轉(zhuǎn)向。
冷卻器5包括已知的熱交換器，例如冷卻旋管，導(dǎo)管，火管鍋爐或類似裝置101，但熱交換器并不局限于此。在該優(yōu)選的實(shí)施例中，冷卻器5使用水100，當(dāng)然冷卻氣體領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的其它方法，例如蒸發(fā)冷卻器，空氣冷卻器，和類似裝置也可以使用。在該冷卻器5中，水100轉(zhuǎn)化為蒸氣102，其可以與其它操作產(chǎn)生的蒸氣混合，這些操作為整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，或蒸氣102可被用來注入氣化器控制燃燒溫度。冷卻后的氣體103，以及任何排料從冷卻器5的底部通過并且通過導(dǎo)管104和隔離閥105傳送至氣體過濾器6中。該氣體過濾器6濾除穿過灰床31的粒子，通過金屬的管式過濾器組106通常能將99.99％的粒子濾除。其它過濾器的設(shè)計(jì)和效率預(yù)計(jì)也依賴于環(huán)境的因素以及下游設(shè)備的需求。
過濾后的氣體108從過濾器6通過，例如，通過頂部的導(dǎo)管109，為下游使用。定期利用高壓氮?dú)庀蚝竺}沖(系統(tǒng)未顯示)從過濾器組106的管式過濾器表面吹走灰110。當(dāng)采用這種高壓氮?dú)庀蚝竺}沖吹灰時(shí)，擋板閥111(例如具有內(nèi)置的旋轉(zhuǎn)式制動(dòng)器)向急冷槽112打開，并且啟動(dòng)側(cè)壁上振動(dòng)的部件113以使灰易于流入急冷槽112中。在過濾器的氮?dú)庀蚝竺}沖停止后，擋板閥111關(guān)閉。由于閥111將下部的冷卻水114’與上部的熱氣體蒸氣隔離以減緩水位115蒸發(fā)蒸氣114，該蒸氣可迅速變?yōu)檫^熱的蒸氣，閥111無需一定安裝嚴(yán)密。該過熱的蒸氣114對(duì)過濾器元件106是沒有危害的。如所示，少量的蒸發(fā)水114過熱及與最終過濾后的氣體108混合。水位傳感器116檢測(cè)如在氣化器4中從泵119經(jīng)過雙檢測(cè)閥118的補(bǔ)給水流117。同樣，如氣化器4的灰急冷槽，在過濾器的急冷槽112中安裝灰界面轉(zhuǎn)動(dòng)漿高度傳感器120。絮凝劑121通過混合灰絮凝泵和攪拌器122加入至冷卻水114’中，該泵和攪拌器具有軸和攪拌裝置123。過濾器的灰脫水和向大氣排氣的其余部分與氣化器在功能上是一致的，所以此處不再贅述。
本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員所作的修改及替代均認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，除了接下來的權(quán)利要求外將不作限制。
權(quán)利要求
1.一種燃燒碳原料的方法，其包括以下步驟混合碳原料、氧氣和水源，以形成一混合物；將該混合物注入一氣化器中，從而在該氣化器中產(chǎn)生并流；在該氣化器中氣化該混合物以生成氣體及副產(chǎn)物；以及將該氣體及該副產(chǎn)物通過一灰床。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述灰床被置于所述氣化器中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述灰床與所述氣化器以流體連接。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述氣體通過所述灰床的步驟至少從所述氣體中過濾了部分所述副產(chǎn)物。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述氣體通過所述灰床的步驟中，至少來自該氣體中的部分所述副產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)而形成其它物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括控制所述灰床的孔隙率的步驟，從而所述氣體能流經(jīng)所述灰床。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其還包括向所述灰床添加惰性物質(zhì)以維持所述灰床的孔隙率。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括維持所述灰床高度的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其還包括從所述灰床去除原料及從該原料回收一部分熱量的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中從該原料回收熱量的該步驟包括在急冷槽中急冷該原料。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其還包括從浸入液體的原料中去除所有所述液體以及從所述氣化器中去除該原料的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中從該浸入液體的原料中去除該液體及從該氣化器中去除該原料的步驟包括使用螺旋脫水器。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將該混合物注入氣化器的步驟還包括使用分配器將該混合物分配至多個(gè)噴嘴。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括使用所述氣體驅(qū)動(dòng)渦輪。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其還包括在驅(qū)動(dòng)所述渦輪的步驟之前，在過濾器中從所述氣體中去除所有的所述殘留副產(chǎn)物的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中還包括在過濾所述氣體的步驟之前，先冷卻該氣體。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中從所述氣體中去除所有所述殘留副產(chǎn)物的所述步驟中包括在急冷槽中冷卻所述副產(chǎn)物。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其還包括從浸入液體的副產(chǎn)物中去除所有所述液體以及從所述過濾器中去除所述冷卻的副產(chǎn)物的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中從所述浸入液體的副產(chǎn)物中去除所述液體以及從所述過濾器中去除所述副產(chǎn)物的所述步驟包括使用螺旋脫水器。
20.一種氣化器，包括一氣化室；多個(gè)噴嘴，該多個(gè)噴嘴在該氣化室內(nèi)噴射并且燃燒一混合物而導(dǎo)致氣化，該混合物包括碳混合物、氧氣和水源；和一灰床區(qū)域，其與該氣化室以流體連接，該灰床區(qū)域包括一灰床，其中，在該氣化器中產(chǎn)生一并流，從而由該混合物氣化生成的氣體及副產(chǎn)物流經(jīng)該灰床。
21.如權(quán)利要求20所述的氣化器，其中所述灰床區(qū)域被置于緊靠所述氣化室的底部區(qū)域。
22.如權(quán)利要求20所述的氣化器，其中所述灰床區(qū)域被置于第二室。
23.如權(quán)利要求20所述的氣化器，其還包括一分配器，所述分配器將所述混合物分配至多個(gè)噴嘴。
24.如權(quán)利要求20所述的氣化器，其還包括一卸料器以從所述灰床去除原料。
25.如權(quán)利要求24所述的氣化器，其還包括一種急冷槽用以回收包括在從所述灰床區(qū)域去除的所述原料中的部分能量。
26.如權(quán)利要求25所述的氣化器，其還包括一脫水螺旋用以從所述浸入液體的原料中去除所有的所述液體以及從所述灰床區(qū)域去除所述原料。
27.如權(quán)利要求20所述的氣化器，其還包括一混合器，其被置于所述灰床區(qū)域內(nèi)。
28.如權(quán)利要求20所述的氣化器，其還包括一熱交換器，其與所述灰床區(qū)域以流體連接，所述熱交換器降低由所述氣化器產(chǎn)生的所述氣體的溫度。
29.如權(quán)利要求28所述的氣化器，其還包括一過濾器，其與所述熱交換器以流體連接以去除所述氣體中的任何粒子。
30.如權(quán)利要求29所述的氣化器，其還包括一急冷槽，其與所述過濾器以流體連接。
31.如權(quán)利要求30所述的氣化器，其還包括第二脫水螺旋用以從所述浸入液體的粒子中去除所有的所述液體以及從所述過濾器去除所述粒子。
32.如權(quán)利要求20所述的氣化器，其還包括一渦輪，其與所述氣化器以流體連接，其中由所述氣化器產(chǎn)生的所述氣體轉(zhuǎn)動(dòng)所述渦輪。
全文摘要
一種氣化器系統(tǒng)(1)包括一氣化室(24)、多個(gè)噴嘴或燃燒器(20，21)，其在氣化室(24)內(nèi)噴射并燃燒煤(13)和氧氣(12)的混合物、以及一灰床(31)，在該氣化器(4)中產(chǎn)生一并流，其中，燃燒產(chǎn)生的氣體及副產(chǎn)物流經(jīng)該灰床(31)?；掖?31)起著過濾器的作用，以及減少燃燒過程沒有被氣化的痕量碳。熱氣體(33)離開該氣化器(4)進(jìn)入氣體冷卻器(5)隨后進(jìn)入熱氣過濾器(6)?；覐臍饣?24)中卸載并被運(yùn)送到急冷槽(53)，在此，灰沉淀并由漸進(jìn)傾斜脫水螺旋(76)脫水，該脫水螺旋(76)還起著封蓋的作用，以防止過剩水分從氣化操作中溢出。
文檔編號(hào)C10J3/86GK1615354SQ02827056
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月12日
發(fā)明者勞埃德·韋弗 申請(qǐng)人:勞埃德·韋弗