[发明专利]碳燃料气动干燥器

说明书

技术领域

以下公开涉及一种碳燃料气动干燥器，且特别地涉及一种能够利用气化的合成气有效地干燥碳燃料并防止干燥器的材料腐蚀的碳燃料气动干燥器。

背景技术

气化是一种由固态燃料产生可燃烧的气态燃料的技术，该技术具有很长的历史且仍然处于发展中。人们以前使用的燃料经历了从树、煤、气体、油、电等等的变化，这些燃料中的一部分仍然被用于烹饪和取暖。

自从十八世纪后期英国的工业革命开始以来，碳燃料(通常称为煤——分为烟煤、次烟煤、褐煤、无烟煤等)已经被用于工业目的。在历史上，焦炭代替木炭(charcoal)作为用于金属工业的还原剂，或者煤被用于城市燃气。由碳燃料气化而获得的可燃烧的气态燃料被称为合成气(synthesis gas)，这表示合成气是人工产生的并且与天然地埋在地球的地面下的天然气(natural gas)不同。最初，合成气已经被用于城市街道照明且然后用于代替固态燃料或产生化学燃料。最近，合成气被用于产生动力或产生合成燃料。

在这一方面，题为“用于使含碳燃料气化的装置”的(在2009年8月13日提交的)US专利申请No.12/737,823公开了一种用于使含碳燃料气化的装置。

碳燃料的气化产生主要由通过在氧化剂被供应至反应器时碳燃料的氧化反应以及通过碳燃料与反应器中产生的气体——例如二氧化碳、蒸汽和氢气——的氧化-还原反应而产生的氢气和一氧化碳构成的合成气。

因此获得的合成气是热的气体且可以被用于整体气化联合循环 (IGCC)或费-托(Fischer-Tropsch)工艺，其中大致需要用于将热的合成气冷却至特定温度的热交换器。

常规地，由于在复杂的气化设备中已经采用了单独的、大型的热交换器以便冷却在反应器中产生的热的合成气，因此存在如下问题：复杂的气化设备的尺寸增大且安装成本增加。

发明内容

技术问题

本发明的实施方式涉及提供一种碳燃料气动干燥器，所述碳燃料气动干燥器能够通过使反应器中产生的合成气循环以便将合成气与具有大量水分的碳燃料混合而冷却合成气并且同时干燥碳燃料，无需任何单独的热交换器。

本发明的另一实施方式涉及提供一种碳燃料气动干燥器，所述碳燃料气动干燥器能够通过将碳燃料均匀分布而有效地干燥被喷射的碳燃料，并且能够防止在合成气的线速度高时由高速传输的碳燃料可能引起的材料腐蚀。

技术解决方案

在一个总体方面，碳燃料气动干燥器——在反应器中产生的合成气被进给至所述碳燃料气动干燥器中并在所述碳燃料气动干燥器中被冷却——包括：进给部分，所述进给部分形成为狭窄的管，合成气和碳燃料经由所述进给部分被进给；干燥部分，所述干燥部分形成为具有比进给部分更大的直径的管，在所述干燥部分中经由进给部分进给的热的合成气被冷却且碳燃料的水分含量被降低；以及传输部分，所述传输部分形成为具有比所述干燥部分更小的直径的管，使得已经通过所述干燥部分的合成气和碳燃料的流动速度增加，其中，所述传输部分包括弯曲部，使得合成气和碳燃料的流动方向被改变。

所述进给部分或干燥部分可包括至少一个喷嘴单元，所述至少一个喷嘴单元沿切线方向被安装在所述进给部分或干燥部分的外周表面上以便将碳燃料喷射至其中，使得碳燃料螺旋形地流入。

所述喷嘴单元可包括设置在所述进给部分或所述干燥部分的外 周表面上的不同高度处的两个或更多个喷嘴。

所述喷嘴单元可朝向传输部分向上地倾斜。

通过包括在喷嘴单元中的喷嘴所喷射的燃料与通过包括在喷嘴单元中的其他喷嘴所喷射的燃料可以具有不同的特性。

传输部分可包括防磨损腔室，所述防磨损腔室具有向外突出的弯曲部，使得流入所述弯曲部中的碳燃料的颗粒沿一个方向旋转。

防磨损腔室可包括安装在其外周表面上以便向防磨损腔室中喷射吹扫气体的吹扫气体喷射喷嘴。

一个或多个吹扫气体喷射喷嘴可以沿切线方向安装在防磨损腔室的外周表面上。

所述干燥部分可包括第二喷嘴单元，使得具有通过进给部分进给并且具有不同特性的燃料被喷射至干燥部分中。

一个或多个第二喷嘴单元可被沿切线方向安装在所述干燥部分的外围表面上。

通过所述进给部分进给至干燥部分中的碳燃料的水分含量可以在20wt％至60wt％之间。

从所述干燥部分排出的碳燃料的水分含量可以在1wt％至10wt％之间。

通过进给部分被进给至干燥部分的合成气的压力可以在1atm至50atm之间。

技术效果