[发明专利]用于保护气化器骤冷环的系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于保护气化器骤冷环的系统及方法。一种系统包括气化器。气化器包括构造成将给料转化成合成气体的反应室、构造成冷却合成气体的骤冷室，以及在反应室与骤冷室之间的过渡区段。气化器还包括构造成向骤冷室提供第一冷却剂流的骤冷环，以及构造成提供第二防护气体流以保护骤冷环或过渡区段中的至少一个的防护气体系统。

技术领域

本文中公开的主题涉及气化器，并且更特别地，涉及用以改进用于气化器的骤冷环的寿命的系统及方法。

背景技术

气化器将含碳材料转化成一氧化碳和氢的混合物，该混合物被称为人造气、合成气体或合成气。例如，整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂包括一个或更多个气化器，其使给料在高温下与氧和/或蒸汽反应以产生合成气。在气化之后，产生的合成气可包括不合乎需要的成分，诸如灰。合成气可引导穿过骤冷室以将合成气冷却至饱和温度，并且除去作为熔渣的不合乎需要的成分。遗憾的是，骤冷室的某些构件经受来自合成气和熔渣的热应力或腐蚀，这可降低气化器的效率和可操作性。

发明内容

在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括气化器。气化器具有构造成将给料转化成合成气体的反应室、构造成冷却合成气体的骤冷室，以及在反应室与骤冷室之间的过渡区段。气化器还具有骤冷环和防护气体系统。骤冷环构造成将第一冷却剂流提供给骤冷室，并且防护气体系统构造成提供第二防护气体流以保护骤冷环或过渡区段中的至少一个。

在第二实施例中，一种系统包括防护气体系统，其具有防护气体喷射器，该防护气体喷射器构造成提供防护气体流以保护骤冷室中的骤冷环或气化器的反应室与骤冷室之间的过渡区段中的至少一个。

在第三实施例中，一种方法包括提供防护气体流以保护骤冷环或气化器的过渡区段中的至少一个。骤冷环配置在气化器的骤冷室中，并且过渡区段配置在气化器的骤冷室与反应室之间。

一种系统，其包括：气化器，其包括：反应室，其构造成将给料转化成合成气体；骤冷室，其构造成冷却合成气体；骤冷环，其构造成将第一冷却剂流提供给骤冷室；在反应室与骤冷室之间的过渡区段；防护气体系统，其构造成提供第二防护气体流以保护骤冷环或过渡区段中的至少一个。

优选地，防护气体系统包括配置在气化器内的防护气体喷射器。

优选地，防护气体喷射器构造成提供沿暴露于合成气体的骤冷环的表面的第二防护气体流。

优选地，防护气体喷射器构造成提供沿暴露于合成气体的过渡区段的表面的第二防护气体流。

优选地，过渡区段包括锥形耐火区段和底层区段，骤冷环配置在骤冷室中，并且防护气体喷射器配置在骤冷环与底层区段之间。

优选地，防护气体喷射器绕着过渡区段或骤冷环的第一中心轴线沿周向延伸。

优选地，防护气体喷射器包括具有至少一个防护气体入口和至少一个防护气体出口的中空环形封壳。

优选地，至少一个防护气体出口包括绕着防护气体喷射器的第二中心轴线沿周向延伸的环形槽口。

优选地，中空环形封壳包括由流动调节隔层分隔的第一室和第二室。

优选地，第一室和第二室为同轴环形室，并且流动调节隔层包括构造成将第二防护气体流从第一室分配至第二室的一个或更多个开口。

优选地，防护气体系统构造成提供沿骤冷环或过渡区段中的至少一个的第二防护气体流以抑制热应力或腐蚀。

优选地，防护气体系统构造成提供区域中的第二防护气体流以抑制合成气体在区域中的再循环。