[发明专利]用于处理含渣的热气流的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理含渣的热气流的装置和方法。另外，本发明还涉及一种包括根据本发明的装置的气流床煤气发生设备（Flugstromvergaseranlage）。

背景技术

为了对热的、携带有渣的反应气体进行冷却并且为了分离所述渣，工业制造的反应气体以已知的方式与冷却剂进行接触，其中，为此实施将冷却液喷射到热气流中（自由空间冷却）和/或将反应气体引导穿过冷却剂槽（浸入冷却）。两种冷却变型都具有优缺点。自由空间冷却以高质量的冷却水为前提，而用浸入冷却可以与固体份额及其特性相关地实现冷却剂的多次使用。使用一个或其它冷却变型与前置过程的外部条件和应用产品（Einsatzprodukte）的特性相关。只有在实际使用冷却装置期间才常常显示：所选择的冷却装置是否是最佳的。以方法管理（Verfahrensfuehrung）的计划为基础的方法条件（verfahrensbedingung）也会随着时间而发生变化。其中例如应用产品的可变质量下降。因此已知有自由空间冷却与浸入冷却的组合，该组合的优点在于对变化的使用条件的可适配性。

在下文中，冷却剂的概念用于代表所有适合气体冷却的流体冷却剂或冷却剂混合物、特别是水。

DD 280 975 B3描述了一种用于对携带有渣或者灰尘的热气体进行冷却和净化的方法和装置。为此，需冷却和需净化的气体作为自由射流流入冷却装置，在该冷却装置中设置有冷却剂槽，在该冷却剂槽内分离渣粒。在进气口的高度中，在向下指的热气体自由射流的阴影中（im Schatten）设置有最多三个喷嘴环，这些喷嘴环的喷嘴基本上垂直于喷射方向地对热气体射流进行喷射，其中，第三喷嘴环向下指向气体的再循环流，从而避免喷嘴被弄脏。

在DE 10 2005 042 640 A1中描述了一种用于通过颗粒冷却和余热回收来从含灰的燃料中生成合成气的方法和装置。冷却室竖直地设置在气化反应器之下；在那里通过喷入冷却剂或通过输送冷气来进行自由空间冷却，从而将一起带来的流质渣如此程度地冷却，使得这些流质渣不能再粘附在反应器壁的金属表面上。

US4,466,808公开了一种用于通过两个冷却区来进行气体冷却和灰尘分离的方法，其中，在具有两个出口方向的喷嘴环单元内的插入管的气体入口处在插入管内壁上生成冷却水膜，并且同时冷却水以约45°的角向下喷入插入管中的气流。被预冷却的气体通过下部构造成锯齿状的插入管引入浸槽并且在再次转向到浸槽表面上之后被从冷却室中排出。

由EP0284762A2、DE102005041930A1、DE102006031816A1和DE102008035295A1已知一种煤气发生方法和一种具有气体冷却器的装置，在该煤气发生方法中，流入冷却室的气体通过由设置在不同高度上的喷嘴从侧边向气流内喷射冷却液来冷却并且与此同时将分离的渣收集在浸槽内。

由DD 145 860已知一种用于处理来自高压气体发生装置（Druckvergasung）的反应气体的方法和装置，所述高压气体发生装置的目的特别在于：与气体的水蒸气饱和一起同时进行直接冷却和部分除尘。为此将需处理的粗煤气通过气体输送管道引入悬挂在冷却剂槽中的罩内并且借助该罩的上侧上的排气口由该罩均匀地分布在冷却剂槽中。为了实现对上升的气体的引导，在排气口之上设置有自由设置的导管，在这些导管之上自由设置的顶盖防止冷却剂表面的沸腾。通过该装置应该以微小的器材消耗和能量消耗来避免固体材料堆积在反应器壁上。

EP 0 127 878描述了一种用于冷却热合成气和为该热合成气除渣的方法，其中，热气体在第一区中与插入管内壁上的冷却剂膜接触并且在第二区中与喷洒到插入管横截面中的冷却剂接触，在第三区中流过冷却剂槽并且在第四区中再次与喷洒的冷却剂接触。插入管具有恒定的横截面和锯齿状的、用于将气泡均匀地分布在浸槽中的下部边缘。适合于所述方法的装置在热气体入口之下具有借助冷却剂膜冷却的插入管，在插入管的下部三分之一内设置有在插入管上的指向插入管内部的喷嘴环、浸槽和在粗煤气排出口之下设置在插入管之外的、向下指的喷射装置。

这些方案的不足之处在于：被冷却的气体的特性随着气体流量而以不期望的方式波动。已知的冷却装置具有的灵活性不够，使得装置的冷却效果（气体冷却和渣分离）以不期望的方式与气体流量相关。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的是，提供一种用于处理含渣的热气流的装置，通过该装置即使在热气流的体积流量波动的情况下也完成几乎恒定的渣分离和恒定的气体冷却，从而提供所具有的品质与通过的气体量尽可能无关的粗煤气。