[发明专利]用于从气化器产生的合成气中去除细小微粒的系统

说明书

背景技术

本文公开的主题涉及气化系统，且更具体而言，涉及改进的微粒去除系统和方法。

整体气化联合循环(IGCC)动力设备能够从多种含碳给料－诸如煤或天然气－比较清洁地且高效地产生能量。IGCC技术可将含碳给料通过在气化器中与氧气和蒸汽反应而转化成一氧化碳(CO)和氢气(H₂)的气体混合物，即合成气。这种动力设备典型地是清洁的，且产生用于在下游应用中用作燃料的气体。然而，由气化器产生的气体混合物典型地包含很大量的微粒，其可包括无机污染物和未转化的有机材料。不幸的是，这些微粒必须典型地在可使用合成气之前用水洗出，用陶瓷过滤器过滤出，使用旋风分离器来消除，或通过另一种方法去除。此外，所丢弃的未反应的含碳微粒可降低这种气化系统的碳转化效率。

发明内容

以下概述了在范围方面与最初要求保护的本发明相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制所要求保护的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供对本发明的可行形式的简要概述。事实上，本发明可包括可类似于或者不同于下文所阐述的实施例的各种各样的形式。

在第一实施例中，一种系统包括气化器，其包括具有第一入口、第一出口和第一内部体积的第一外壳。该第一入口构造成以便将燃料给料接收到第一内部体积中，且第一出口构造成以便输出合成气离开第一内部体积。等离子体焰炬设置在第一出口下游或设置在第一出口附近的区域中，且该区域至少小于第一内部体积的大约30%。

在第二实施例中，一种系统包括合成气微粒去除器，其包括等离子体焰炬。该等离子体焰炬构造成以便熔化来自气化器的合成气中的无机微粒，且使来自气化器的合成气中的有机微粒反应。

在第三实施例中，一种系统包括微粒去除器，其包括等离子体焰炬。该等离子体焰炬构造成以便从气化器下游的流体中去除微粒物质。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相似的符号在所有图中表示相似的部件，其中：

图1是具有微粒去除系统的整体气化联合循环(IGCC)动力设备的一个实施例的框图；

图2是包括独特的微粒去除系统的如图1所示的气化系统的一个实施例的框图，该微粒去除系统包括等离子体焰炬系统；

图3是图1所示的气化系统的一个实施例的框图，其包括基于非等离子体的气化器下游的独特的等离子体气化器；

图4是图1所示的气化系统的一个实施例的框图，其包括合成气冷却器下游的独特的等离子体气化器；

图5是图1所示的气化系统的一个实施例的框图，包括气体清洁单元下游的独特的等离子体气化器；

图6是图1所示的气化系统的一个实施例的框图，包括沿着将气化器联接到合成气冷却器的导管设置的独特的等离子体系统；

图7是包括多个会聚的等离子体流的独特的等离子体气化器的一个实施例的截面侧视图；

图8是沿着图7的线8-8得到的等离子体气化器的一个实施例的截面图，示出了具有会聚的等离子体流的独特的等离子体焰炬系统；且

图9是沿着图7的线8-8得到的等离子体气化器的一个实施例的截面图，示出了具有会聚的等离子体片的独特的等离子体焰炬系统。

具体实施方式

下面将对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，当在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言专有的决定来实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的约束，开发者的具体目标可在不同的实现之间彼此有所改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对受益于本公开的那些普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务。

当引用本发明的不同实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意图表示存在元件中的一个或多个。术语“包含”、“包括”以及“具有”意图为包括性的，且表示可存在除了所列的元件之外的另外的元件。