[实用新型]固定床压力气化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种固定床压力气化反应器，固定床压力气化反应器用于通过使用氧气、空气和/或水蒸汽作为气化介质来转化具有足够高的碳含量的含碳燃料例如煤、焦炭或块状生物质来产生合成气，该固定床压力气化反应器包括气化介质入口、产品气体出口、被布置在排灰炉篦上的燃料床、燃料供应装置和排灰装置。

背景技术

借助固定床压力气化反应器，固体含碳燃料诸如煤、焦炭或其它块状生物质通过水蒸汽(随后简称为蒸汽)和氧气或空气在轴式反应器中在超压下气化，以获得主要由一氧化碳和氢气组成的合成气，其中，获得了通过排灰炉篦从反应器排出的固体灰，在很多情况下，排灰炉篦形成为旋转式炉篦，参看“乌尔曼工业化学百科全书”(“Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry”)第六版第15卷第369页。这种类型的反应器也常常被称为FBDB(固定床干燥底部)压力气化器。燃料被理解成是不仅用于产生热而且用作形成合成气的离析物的含碳原料。

当加热燃料床时，希望的是，床的底侧在横截面上尽可能均匀地加热到燃点。这里，燃点理解成是在添加气化介质之后，气化介质与燃料中包含的碳反应以获得二氧化碳和氢气所在的温度。

在固定床压力气化反应器启动时，将燃料床加热到燃点所需的热能通过高压蒸汽或通过在反应器中燃烧高度易燃材料诸如木头而被引入到燃料床。例如，专利公开DE 4 013 739 A1教导，为了加热固定床压力气化反应器中的燃料床，点火燃料供应到反应器，且点火燃料或 者在供应前已点燃或者可通过最初在反应器中的点火来点燃。替代地，固定床压力气化反应器可填充有燃料且此后通过蒸汽加热到高于气化物质的自燃点，并最终反应器可通过空气蒸汽混合物点燃。为了加热燃料床，DE 4 013 739 A1最终提出了供应点火启动气化介质混合物，其中，在加热过程中，选择点火启动气化介质混合物的组成，使得氧含量刚好高到足以提供反应器中稳定增加的温度水平，但在另一方面，即使在反应器中的氧含量未转化的情况下，也不会有易爆气体混合物产生。点火启动气化介质混合物在次临界组成中制备，其中，临界组成理解成是气体混合物中的氧含量，该氧含量在反应器中未转化的情况下，足以在启动原料气体中、或在启动原料气体和原料气体的混合物中形成易爆气体混合物。

在用于达到燃点的这些方法中，有利的是，为了达到非常高的燃点，由于它们确实存在于一些类型的煤和焦炭中，因此它们在技术方面是非常昂贵的。

大部分以过热形式的高压蒸汽通常采用仅直到约430℃的蒸汽温度。较高的温度会要求为蒸汽产生和传送蒸汽到反应器中而做的不经济的高技术努力。由于这种蒸汽沿着与用于气体生产的蒸汽相同的路线(即通过旋转式炉篦)引入到燃料床，因此，旋转式炉篦会暴露于高温。结果会是较高热磨损和/或更昂贵构造的旋转式炉篦。

通过反应器中诸如木头的点火燃料的燃烧产生热量的方法还需要大量的技术努力以及除此之外大量的工时消耗。这些方法还包含如下风险，该风险是，燃料床在横截面上仅不均匀地加热到燃点，且因此，在气体产生的开始阶段中，通过蒸汽引入到固定床中的氧仅不完全转化。

在另一方面，依赖于所需的温度升高的点火启动气化介质混合物中的氧含量的持续跟踪，如DE 4 013 739 A1中所提出的，就测量和控 制而言，仅是要用大量的花费实现。点火启动气化介质混合物的理想组成在高的氧含量的方向上的偏离又包含形成临界的、即易爆气体混合物的风险。

在开始阶段中，即直到引入到燃料床中的氧几乎完全转化完成，所产生的原料合成气必须通过火炬排出，以排除氧输入运行气体分配网中且因此爆炸的风险。因此，合成气生产在开始阶段中不能使用燃料且对环境影响较小。

因此，目的是提供一种固定床压力气化反应器，借助该固定床压力气化反应器可达到燃点而没有上述缺点。

实用新型内容

该目的通过提供适合执行在启动时加热燃料床的方法的固定床压力气化反应器来解决，所述方法包括下列步骤：

(a)提供固定床压力气化反应器，该固定床压力气化反应器包括气化介质入口、产品气体出口、布置在排灰炉篦上的固体含碳燃料的燃料床、燃料供应装置和排灰装置；

(b)将热的加热气体引入到燃料床中，并且将冷却后的加热气体从所述固定床压力气化反应器经由所述产品气体出口排出；以及

(c)执行步骤(b)，直到至少在所述燃料床的一部分中达到燃料的燃点，

其中，用于步骤(b)中的加热气体是在固定床压力气化反应器的外侧产生的烟气。