[其他]制取合成气的方法及设备

说明书

本发明是关于通过碳质燃料与含氧气体在反应器中进行部分燃料来制取合成气的方法，同时产生的熔渣通过反应器底部的排渣口被除去，然后借助重力作用将其通入水池中加以急冷而使其固化。

碳质燃料与基本上为纯氧的含氧气体进行部分燃料来产生合成气，该合成气主要由一氧化碳和氢组成。当含氧气体是空气或富氧空气时，所形成的合成气当然也含有相当量的氮气。所谓碳质燃料通常指的是煤或其它固体燃料，例如，褐煤，泥煤，木材，焦炭，碳黑等等，但是液体燃料，例如焦油砂油或页岩油和液体与粒状固体燃料的混合物也是可以的。

最好是把缓和剂也通入反应器。缓和剂的目的是对反应器中的温度起缓和作用。通过缓和剂与反应剂和（或）制取合成气的产物之间的吸热反应来确保这点。适宜的缓和剂是蒸汽和二氧化碳。

气化最好是在1200～1700℃温度范围内和1～200巴压力范围内进行。

制取合成气的反应器的形状可以是球形，园锥形，方块形或园柱形。反应器优选的主要是环状园柱体。

通过反应器底部输入碳质燃料和含氧气体。通过反应器底部输入一种反应剂，并且通过反应器的侧壁输入一种或多种其它反应剂也是可能的。然而，燃料和含氧气体及缓和剂优选的是通过反应器侧壁输入。借助对称于反应器轴线布置在侧壁下部的至少两个燃烧器可以有利地实现这点。

部分渣以小滴状合成气夹带走，并由此离开反应器。虽然排出合成气的出口可以布置在反应器底部或靠近底部，但是优选的是位于顶部或顶部附近。

在燃烧反应中所形成的液态残渣的余下部分往下掉，并通过位于反应器底部的排渣口排出。

为了除去气化过程中的残渣，在气化炉底部安装一个急冷水池这已早为人共知，在气化炉水池中，由于其重力作用而沉降下来的渣被捕集和急冷，形成小颗粒渣或结块渣。经如此成颗粒之后，通过通用的装置把渣定期地或连续地从水池中除去。通过水池底部的排渣口可将渣适当地排出。当气化炉和水池是处于1巴以上压力时，在水池下面装一个洗涤容器（sluicing    vessel）是有好处的。

通过急冷而被固化的一部分渣一直浮在水池的水面上。有时，从反应器排渣口排出的1～80重量%的渣一直漂浮着。当这浮渣形成一个相当厚层时，它可能阻止熔渣掉入水池中。因此，最好是在渣层变得太厚之前把浮渣从水中除去。

当通过水池底部的排渣口将水池中所有水都排出来以除去浮渣时，热的熔渣将会在所说的排渣口与一个阀或多个阀接触，这会对阀造成相当大的损害。

按照本发明，通过一个单独的出口将浮渣排出，而仍旧有足够的水来急冷熔渣。

因此，本发明是关于通过碳质燃料与含氧气体在反应器中进行部分燃烧来制取合成气的方法，同时产生熔渣，该熔渣通过反应器底部的排渣口排出，并通过重力作用让其掉入水池中，在其中由于急冷而被固化，其特征在于，通过将水池中的水位降低到隔板的较下端以下来把浮在水池的水面上的渣除去，这隔板是布置在水池中，并将水池分成上部急冷区和下部捕集区，并且通过再提高水位到隔板的上端，由此捕集隔板下面的浮渣，通过布置在捕集区顶部的一个出口将捕集到的渣从水池中排出。

本发明也是关于碳质燃料与含氧气体进行部分燃烧的设备，该设备包括一个在其底部装有一个排渣口的反应器，熔渣由排渣口流入水池中，其特征在于，水池装有隔板，把水池分成上部急冷区和下部捕集区，装有可降低和升高水池中水位的装置和在捕集区顶部装有一个浮渣和水的排出口是否必须采取时常提高和降低的处理办法，这取决于碳质燃料和（或）一直漂浮的那部分渣的灰含量。根据情况需要，仅仅不时地采取这种处理办法也是可能的。还可定期地重复该处理办法。

适当排列隔板，以便一方面当提高水位时，它有足够的水池的水平截面部分来捕集相当量的浮渣，另一方面，它不是如此大，以致于影响渣向下沉。因此，隔板最好是覆盖50～95%水池的水平截面。

隔板可以有不同形状，因此，采用部分园柱体壁形状的隔板是可能的，这园柱体的凸面朝上。这样当水池本身是园柱形时，隔板优选的是采用马鞍形。隔板也可以是球形或半球形。

然而，最好是隔板至少主要部分是平的，并且倾斜地放在水池中，因为这种结构简单。为了提供平隔板的最佳特性，最好是使其与水池轴线的安置角成20至70度。

在另一优选的实施方案中，至少隔板的主要部分呈园锥形表面形状，这锥形表面的顶点朝上，而且其顶角是在40～140范围内，同时通过布置在锥形表面顶部的出口管将被捕集的渣排出，虽然锥形表面并不一定与水池同轴心，但是最好是锥形表面的顶点位于水池的中心线上。