[发明专利]用于气流床气化反应器的组合式急冷及清洗系统

说明书

本发明涉及一种用于气流床气化反应器的组合式急冷及清洗系统的分部型中央管道。本发明示出用于在气流床气化之后处理热的粗制气和流态的熔渣的三级清洗系统的装置。在此粗制气和熔渣在分成两个部分的中央管道内向下导入到水池中。中央管道的上部由双通路的气密焊接的管棚构成，在该管棚的内部空间中直接作为第一清洗及冷却级喷入水。在水池中形成吹气柱，该吹气柱同时是第二清洗及冷却级。分三层布置的表面体在此提升清洗效果。在离开吹气柱之后，粗制气又被喷入到开放空间中，其中布置有一个或者多个喷嘴环。所述喷嘴环形成第三冲洗级。然后粗制气在200至220℃的温度下水蒸汽饱和地离开急冷及清洗装置并且被输送进行接下来的处理。

技术领域

本发明涉及一种用于冷却和清洁气流床气化设备的粗制气的组合式急冷及清洗系统，在所述气流床气化设备中含有氧气和像水蒸汽或二氧化碳这样的缓和剂的燃烧粉尘在1200到1900℃之间的温度和高达10MPa的压力下转化为富含一氧化碳和氢气的粗制气，所述组合式急冷及清洗系统具有本申请的基本方案所述的特征。

背景技术

燃烧粉尘要理解为精细研磨的不同煤化程度的煤、由生物质构成的粉尘、像焦炭这样的热预处理的产物、通过“烘焙”得到的干燥物以及来自公共的及工商业的余料及废料的富含热量的馏分。所述燃烧粉尘能够作为气体-固体-悬浮物或作为液体-固体-悬浮物被输送给气化系统。气化反应器能够配有冷却棚或者耐火的内衬，正如专利文献DE 4446803和EP 0677567示出的那样。根据在这项技术中引入的不同系统，在此能够将粗制气和熔流的熔渣分开地或共同地从气化装置的反应室中排出，正如例如在DE 19718131中所描述的那样。

气流床气化由于气化室中短的反应时间和研磨成细密粉尘的燃料颗粒导致粗制气中的粉尘含量增大。这种飞尘根据燃料的反应能力由炭黑、未转换的燃料颗粒以及细小的熔渣颗粒和灰烬颗粒构成。大小在直径大于0.5mm的粗颗粒和直径不大于0.1μm的细颗粒之间变化。颗粒与粗制气的可分离性与直径有关，但是也与其组成有关。原则上能够区分炭黑和灰烬或者说熔渣颗粒，其中炭黑颗粒一般来说更小并且更难以与粗制气分离开。熔渣颗粒具有更大的密度并且因此具有更好的可分离性，但是与之相对地具有更高的硬度并且因此具有腐蚀作用。这导致分离器和引导粗制气的管路中的更严重的磨损并且可能造成影响安全的泄漏和使用寿命受限的后果。为了去除由燃烧材料产生的粉尘使用不同的清洗系统。

迄今为止的现有技术在专利文献DE 102005041930以及“Die Veredlung vonKohle”（精炼煤）DGMK，汉堡，2008年12月，Schignitz，章节“GSP-Verfahren”中得以描述。据此，气化粗制气连同由燃烧材料灰烬形成的熔渣一起在温度为1200到1900℃时离开气化室并且在后面的急冷室中通过喷入过剩水得以冷却并且与熔渣分开并且在小的程度上与携带的粉尘分开，其中急冷室能够构造成开放空间急冷器或者装备有引导粗制气的中央管道。例如在DE 102007042543中公开了一种开放空间急冷系统，其中用水喷洒正在离开气化室的粗制气并且在一种屋顶结构之下在下部将所述粗制气抽走。DE 102006031816示出了一种完全没有装入件的开放的急冷室，其中在一个或者多个平面内喷入一定量的急冷水，使得粗制气能够被冷却并且饱含水蒸汽，并且过剩的急冷水在下部单独地或者连同分离的熔渣一起被抽走。专利DE 19952754、DD 145860和DD 265051示出了具有中央管道的变化方案，其中在DE 19952754中中央管道构造成文丘里管的形式，在DD 145860中粗制气在中央管道的末端上以大型泵的形式经受额外的清洗，在DD 265051中在中央管道的末端上用于分配流出的粗制气的元件要负责均匀的出流。CN 101003754 B描述了一种具有中央管道的浸入式急冷装置，其中来自气化反应器的热的粗制气连同同样热的熔渣一起向下被导入到水浸池中并且作为气体-水-悬浮物在构造成双管道的引导管道的环形间隙中向上流动。气体-水-分离在引导管道的上端部处进行。在环形间隙中向上流动的气体-水-悬浮物应该保护内部的中央管道不过热。