專利名稱：固體燃料氣化設備的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種使細粒狀直至細粉狀固體燃料氣化的設備的生產方法，該設備具有一個包括氣化燃燒器的氣化反應器，一個從粗煤氣中分離出煙塵的機構，一個煙塵貯存器和一個使煙塵回流到氣化反應器的設備。在此方法中，氣化燃燒器使一種相對于氣化燃燒器出口端旋轉對稱的燃料/反應劑射束燃燒著進入氣化反應器，并且由于燃料/反應劑的射束在氣化反應器中形成了高溫初級反應區。
上述先有技術的方法是由德國專利DE-PS3837587公開的。該方法的任務是在處理過程中使從粗煤氣中分離出的干的煙塵，未經特別處理，未受氣化過程的影響完全留在爐渣中，同時，在煙塵中含有的殘余碳也應該完全被燒掉。為了完成這項任務，將煙塵與其所帶粗煤氣成分以及殘余碳通過輸送氣體流送入至少一種燃料/反應劑射束的軸心中，從而將其帶到初級反應區中并在里面熔化。
按照這種方法可以用氣化燃料器進行工作，這種燃燒器具有一條初級氧氣導引通道，該通道與燃燒器軸線同軸，一條為導引燃料的環形通道以及一條為導引次級氧氣的環形通道，此通道圍繞著燃料通道。在這種情況下，煙塵應該通過一條特別的導引通道(噴管)來導引，該通道設置在初級氧氣導引通道的軸心中。但是在此方法中，關于這兩種氧氣流量的分配還沒有提出詳細的報告。
因此在上述方法的基礎上提出了本發明使工作條件更為完善的任務。
為完成這個任務，本發明采用了初級氧對次級氧的質量比為1∶1至1∶4，最佳為1∶1至1∶3的工作條件。
初級氧氣首先要求在環形通道中排送流量密度較高的，但流速較低的燃料受到充分的加速和旋流作用。通過這種燃料流量的旋流作用，使燃料粒子取得反應所必需提供的氧，從而在燒嘴口近處直接形成燒成二氧化碳的反應。在氣化燃燒器的中心，同樣具有較高的排送流密度和較低的流速的煙塵在燒嘴口近處到達一個高溫區，這一高溫區有利于在煙塵中包含的殘余碳的反應。
次級氧必須從外部使燃料流松散并且加速。除此之外，已產生的粗合成氣體，通過以較高流速從氣化燃燒器中流出的次級氧和其他材料流，從氣化反應器的反應室中重新向燒嘴口回流。
對粗合成氣體供應的次級氧是借助于本發明中初級氧對次級氧的質量比來限制的。因此，90%由CO+H2構成的粗合成氣體只能在很有限的程度內進一步燃燒成CO2+H2O。這樣在保持所要求的初級氧對次級氧的質量比的情況下，就可使絕大部分的燃料，通過氣化所得合成氣體中CO2的含量保持在1%和3%之間。
在實施本發明的方法時，將水蒸氣添加入氧氣流中是有利的，該水蒸氣在反應區中用作溫度緩和劑，這時氧(總的)與水蒸氣的質量比應該是在1∶0.1至1∶0.6的范圍內。這時最好將水蒸氣添加入次級氧中。在某些情況下，若對所得局部氧化粗煤氣中所需成分無不良影響時，也可以采用CO2代替蒸汽作為溫度緩和劑。
當然也可不采用工業氧而采用不純的氧，例如含有15%的N2和Ar的氧或者強烈預熱的空氣作為氧載體，這時上述給出的數值當然還是與純氧有關。
在實施本發明的方法時，較有效的還是采用氣化燃燒器，但與德國專利DE-PS3837587中所描述的燃燒器結構不同。煙塵的輸入不是通過在初級氧輸入通道的軸心中設置的噴管，而是通過相應設置的環形通道。通過這種方法初級氧氣流被分配到兩個通道中，也就是通到氣化燃燒器中央的第一通道和另一環形通道中，該環形通道從外面包圍住煙塵的輸入通道。這時，初級氧在第一和第二通道中的分配是根據壓力損失約按1∶2的比值得出的。通過這種方法煙塵能夠較好地與初級氧反應。
不過，通過一個環形通道輸入煙塵時，在大部分情況下必須通過添加氣體載體降低煙塵的排送流量密度。為此可以用例如氮氣(N2)和/或二氧化碳(CO2)或者生成的合成氣體的一部分。為避免環形通道的堵塞，煙塵顆粒尺寸不得大于1毫米。超過此顆粒尺寸的煙塵必須在煙塵輸入氣化燃燒器之前采用適當措施排除。
圖中表示了一種實施這種方法的氣化燃燒器的頭部的縱剖面圖。圖中，燃燒器外殼1裝備有一條環形冷卻通道2和一條輸入保護氣體的環形通道3。環形通道4用于次級氧的輸入而環形通道5用于燃料的輸入。如附圖
所示，環形通道3至5的排出口向著燃燒器軸心傾斜。本發明通過環形通道6來輸送煙塵，環形通道6設置在初級氧氣的中心輸送區域內，以致初級氧是通過中心的輸送通道7以及環形通道8導入的。在輸送通道7和環形通道8中設置了渦旋頭9，通過該渦旋頭9，初級氧與煙塵以及燃料的旋流會被改善。此外，這種效應還可借助環形通道3至5的排出口向著燃燒器軸心斜置來達到。通過在環形通道3中通過的保護氣體，在受冷卻的燒嘴口10近處的氧氣濃度就減少了。
初級氧通過輸送通道7的中心輸送具有下述優點，即在燃燒器外面安裝的控制燃燒的光電繼電器的光導體11能夠固定在燃燒器的中心。
當一種氣態點火介質如石油氣或丙烷被導入煙塵環形通道6時，前述的燃燒器也可以作為點火噴嘴來使用。因此，這種燃燒器結構對氣化反應器的起動操作也是很適合的。
權利要求
1.一種使細粒狀直至細粉狀固體燃料氣化的設備的生產方法，該設備具有一個包括氣化燃燒器的氣化反應器，一個從粗煤氣中分離出煙塵的機構，一個煙塵貯存器和一個煙塵回流到氣化反應器的設備。在此方法中，協同工作的燃燒器具有與燃燒器軸線同軸的初級氧輸送通道，一條輸送燃料的環形通道以及一條輸送次級氧的圍繞燃料通道的環形通道；從粗煤氣中分離出的煙塵被引入至少一種燃料/反應劑射束的軸心內從而被帶入氣化反應器的初級反應區中并且在其中熔化，其特征是，本方法是在初級氧對次級氧的質量比為1∶1至1∶4，最佳為1∶1至1∶3的情況下進行工作的。
2.一種按照權利要求1所述的方法，其特征是，水蒸氣作為溫度緩和劑被加入氧氣流中，同時氧氣(總的)對水蒸氣的質量比應該從1∶0.1至1∶0.6。
3.一種按照權利要求1和2所述的方法，其特征是，水蒸氣最好被添加入次級氧中。
4.按照權利要求1至3所述的方法，其特征是，煙塵穿過一條裝在初級氧氣流以內的環形通道被導入。
5.按照權利要求1至4所述的方法，其特征是，在煙塵穿過環形通道輸入時，煙塵的輸送流密度通過一種載體氣體的加入而減少，并且煙塵顆粒大小被限制在1毫米以內。
全文摘要
本發明涉及一種氣化固體燃料的設備的生產方法，協同工作的燃燒器具有一條與燃燒器軸線同軸的初級氧輸送通道，一條輸送燃料的環形通道以及一條輸送次級氧的圍繞燃料通道的環形通道，同時從粗煤氣中分離出的煙塵被引入至少一種燃料/反應劑射束的軸心內，從而被帶入氣化反應器的初級反應區中并在其中熔化，本發明是在初級氧對次級氧的質量比為1∶1至1∶4，最佳為1∶1至1∶3的情況下進行工作的。
文檔編號C10J3/48GK1052889SQ9010992
公開日1991年7月10日 申請日期1990年12月10日 優先權日1989年12月19日
發明者漢斯-理查德·鮑曼, 羅沙·塞姆勞 申請人:克魯普克普斯有限公司