一種用於氣化含碳物質的裝置及方法

2023-06-28 23:00:41

專利名稱：：一種用於氣化含碳物質的裝置及方法
技術領域：
：本發明總地涉及一種用於氣化含碳物質的裝置及方法，特別tik，涉及將煤或其他含碳物質轉化為氣體同時產生最小量焦油的加壓氣化裝置和方法。
背景技術：
：第一個在商業上從煤產生燃料氣的裝置於19世紀早期開始工作。該設備是簡單的，主要由臥式乾餾器(retort)構成，空氣或者空氣與蒸汽的混合物在炙熱的煤床之上通過所述乾餾器。該工藝的產品為煤氣、焦油和焦炭。約一百年之後，市場不再需要大量的焦炭。結果，引入了立式乾餾器以使煤完全轉化成灰渣。這些立式乾餾器(現在被稱為單段氣化器)，從頂部接收煤，而從底部接收空氣和蒸汽。隨後五個化學和機械過程發生在氣化器中。首先是乾燥煤的過禾圼。第二發生的是揮發性物質的幹鎦(distillation)過程。第三個是氣化反應。第四個是煤中剩餘的碳被燃燒，而第五個是剩餘灰渣通過水封的旋轉爐篦(grate)去除。當氣體上升通過下行的煤時所述乾燥和乾餾過程由氣體中所包含的熱來驅動。對乾燥的控制，特別是對乾餾的控制是困難的，尤其是當煤具有高的揮發成分時。在20世紀中期，作為解決這個問題的手段，創造了一種兩段氣化器設計，在該兩段氣化器中，乾燥和脫除揮發分的過程與氣化過程分開進行。該"兩段"設計將第二段裝配於單段氣化器之上，因此，氣ft^可以在下段進行而乾燥和乾餾則發生在上段。包括通道(passageway)的耐火系統也置於上段，這允許部分下段產生的氣體流到接近上段頂部的出口(exit)。氣體的其餘部分通過上段的煤。這兩部分的相對流動是由排氣管中的閥門控制的。現有技術中示例性的兩段氣化器在本文圖1中圖示出。在圖1中，Wdlman兩段式煤氣發生爐40包括燃料倉41，筒式給料機42，煤氣發生爐煙閨43，上排氣口44，下排氣口45，燃燒區46,水夾套48，灰渣盤49和空氣-蒸汽入口50。其中，47表示灰渣。為了防止在將灰渣從氣化器中排出時氣體通過氣化器洩露，在氣化器底部使用水作為密封。整個單元在位於下面支撐結構上的承載表面上緩慢旋轉，並且在氣化器主體和爐篦部分之間不存在連接。因此，現有技術中的氣化器僅可以在大氣壓下或者略高於大氣壓下工作。產出低，並且煤非常緩慢地移動通過氣化器。結果，如果燃料氣被用來饋入燃氣輪機(一般要求250到450磅/平方英寸(psia)的遞送氣壓)，則必須安裝大量的氣化器。這對於操作來說是繁瑣的並且維護起來是昂貴的。然而，"篦和水封"設計已經使用了超過五十年而幾乎沒有變化，很大程度上是因為難以設計可以承受高壓的容器並且承擔構建這樣的容器的成本。煤通過氣化器的緩慢移動還使得難以知道在氣化器中發生的過程的確切狀況。為了解決該問題，美國專利No.4,134,738提供了一種把杆戳入氣化器下段數分鐘然後取回杆來進行視覺觀察的系統。該過程是複雜的，並且無助於提高氣化工藝的產出。與現有技術的氣化器相關的另一個問題是由於煤從容器頂到容器底的緩慢移動以及向煤施熱的快速速率而導致煤膨脹並且堵塞反應容器下行煤道(lane)的趨勢。美國專利No.3,454,383提供了一種解決方案，其在氣化器整個深度中使用攪拌器。然而，該設計剔除了如WellmanIncandescent有限公司的小葉設計(Leaflet)(本申請的圖1)和美國專利No.4,134,738的原有設計中許多有用的特徵。為了解決與現有技術的氣化器相關聯的一種或更多種問題，本發明給出以下實施方案。
發明內容提供了用於氣化煤或其他含碳物質的裝置，以供操作在至少30psia，優選在30psia和150psia之間的提升的壓力下。煤或者其他含碳物質向下通過氣化器互連的兩個區段。在上區段，煤被乾燥並部分脫除揮發分，並且因此在其進入下區段之前轉化為炭，在所述下區段，其通過與蒸汽和空氣反應而轉化為灰渣，以及一氧化碳、氫、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、硫化氫、羰基硫以及少量氨和苯酚的氣態混合物。煤最終被轉化為灰渣，灰渣通過法蘭密封的半球形封頭的容器區段離開氣化器，所述半球形封頭的容器區段具有整體旋轉的爐箅，所述爐箅收集並處置所述灰渣，並且通過所述爐箅傳送在氣化器中用作反應物的空氣和蒸汽。根據本發明的一個方面，提供一種用於氣化含碳物質的裝置，包括(a)加料系統(100);(b)上段(200);(c)下段(300);以及(d)爐箅系統(400和500);其中所述加料系統(100)接收所述含碳物質，並將所述含碳物質遞送到所述裝置的所述上段(200)，所述上段(200)又將所述含碳物質傳到連接的所述下段(300)以供氣化；其中所述爐箅系統(400和500)附接到所述裝置的所述下段，並且在其間形成密封，從而所述裝置能夠承受至少約30psia的內部壓力。根據本發明的一個方面，提供了一種氣化含碳物質的方法，包括(a)將所述含碳物質加料到氣化器的上段(200);(b)將所述含碳物質傳到所述氣化器的下段(300);(c)通過爐箅系統(400和500)收集所述含碳物質的灰渣，所述爐箅系統(400和500)附接到所述氣化器的所述下段(300)的底部；其中所述氣化器的所述上段(200)和所述下段(300)內部的壓力被維持在至少約30psia。本發明的實施方案可以操作在至少30psia，優選在30psia和150psia之間的提升的壓力下，以可接受的成本實現高的熱效率。圖1是如1970年WellmanIncandescent有限公司所發布的小葉設計中示出的現有技術氣化器的草圖。圖2圖示根據本發明一個實施方案的氣化器。圖3示出根據本發明一個實施方案的氣化器的閉鎖式料鬥(lockhopper)。圖4a,b示出根據本發明一個實施方案的氣化器的上段(upperstage)。圖5示出根據本發明一個實施方案的氣化器的下段(lowerstage)。圖6示出根據本發明一個實施方案的氣化器的爐篦。圖7示出根據本發明一個實施方案的氣化器的爐篦支撐體。圖8示出氣化器工作壓力對可以被氣化的煤數量以及壓縮空氣和燃料氣所需功率的影響。具體實施例方式以下描述通過實施例的方式而非限制性的方式圖示了本發明的實施方案。因此，下面描述的實施方案代表本發明的優選實施方案，但並非在本發明原理下可實施的僅有實施方案。除非另外表明，否則無論詞彙"約"或者"大致"是否與本文所公開的所有數字聯合使用，本文所公開的數字均是近似值。這些數字可以變化1%、2%、5%或者有時可以變化10%到20%。在任何公開一具有下限和上限的數字範圍時，落入該範圍的任何數字均被具體地且顯式地公開。儘管在以下的描述中己經顯式地描述了煤和煤的氣化，但是應該理解，可以使用諸如石油、生物能源或生物質的其他含碳物質來替代煤，而不偏離本申請的教導。在一些實施方案中，對本發明的裝置和方法沒有修改。在一些其他的實施方案中，修改了本發明的結構和方法來適應含碳物質的特定特徵。所有這些變體均應該被i人為落入本發明的範圍內。使用在這裡，術語"壓力"容器指被設計和構造為工作在低於30psia的內部壓力的氣化器；術語"低壓"容器指被設計和構造為工作在30psia到150psia之間的內部壓力的氣化器；術語"高壓"容器指被設計和構造為工作在高於150psia的內部壓力的氣化器。根據本發明的一個實施方案，提供了一種兩段氣化器，所述兩段氣化器能夠在操作期間承受至少30psia的內部壓力。根據本發明的另一個實施方案，戶萬述兩段氣化器能夠在操作期間承受至少50psia的內部壓力，或者甚至在操作期間承受約150psia的內部壓力。根據另一個實施方案，提供了一種能夠在操作期間承受從約30psia到約150psia內部壓力的兩段氣化器。根據再一個實施方案，提供了一種能夠在操作期間承受從約50psia到約150psia內部壓力的兩段氣化器。根據本發明的一個實施方案，如這裡的圖2中示出的，提供了一種兩段氣化器，所述兩段氣化器包括煤加料系統(100)、用於千燥和乾餾煤的上段(200)、用於氣化煤的下段(300)、用於通過空氣和蒸汽的爐箅(400)，以及爐箅支撐體(500)，灰渣從該爐箅支撐體離開該氣化器和作業系統。根據一個優選實施方案，所述爐箅和爐箅支撐體附接到氣化器下段，以為氣化器下段提供足夠的密封。根據另一個優選的實施方案，所述爐箅和爐箅支撐體具有足夠的強度來承載填充氣化器的煤、炭和灰渣柱的負荷。圖3示出根據本發明一個實施方案的煤進料系統(100)的細節結構，在其中煤可以從日貯倉(daybin)加料到閉鎖式料鬥(1)，煤從所述閉鎖式料鬥(1)下行到儲料容器(2)。因為氣化器是在壓力容器內，所以煤進料系統必須在大氣壓下接受煤而在操作壓力下將煤遞送進入氣化器。為此，根據本發明的一個實施方案，在閉鎖式料鬥(1)的入口提供有密封閥(4),而在閉鎖式料鬥(1)的出口提供有另一密封閥(5)。當入口閥(4)打開時，煤將從日貯倉進入閉鎖式料鬥(1)，並且當出口閥(5)打開時，煤離開閉鎖式料鬥(1)。為了維持氣化器的內部壓力，兩個閥不應同時打開，由此防止氣化器的內部空間在煤進料過程中與外部大氣連通。此外，在閉鎖式料鬥(1)填充了煤並且入口閥(4)關閉之後，根據本發明的優選實施方案，可以向閉鎖式料鬥(1)引入惰性氣體(例如蒸汽、二氧化碳或者氮)來將其加壓至大概所述氣化器的壓力水平，或者更優選地，略高於氣化器壓力。因此，當出口閥(5)打開時，煤可以以幾乎不幹擾氣化器內部壓力的方式被遞送到儲料容器(2)。在某些實施方案中，儲料容器(2)包含料位計(3)，以測量和指示儲料容器(2)內部的煤位。在某些其他的實施方案中，儲料容器(2)具有比閉til式料鬥(1)大的體積，優選地比閉鎖式料鬥(1)大25%。因此，當料位計指示煤位已經落下某個量，則下閥門(5)將打開，並允許煤進入儲料容器(2)。當料位計顯示煤完全從閉鎖式料鬥(1)排出，則下閥門(5)將關閉，並且將從閉鎖式料鬥(1)釋放壓力，以為下一循環做準備。7在一些實施方案中，隨後煤可以通過氣化器的半球形罩(cap)(6)，經由入口嘴(7)並且分布到氣化器上段的煤道中。在優選實施方案中，入口嘴(7)傾斜(slant)—角度，從而煤可以被分布到足以在氣化器內維持連續煤流的高度。上升通過煤的氣體將通過容器罩(6)中的兩個排氣口(outlet)(8)離開。在圖4a,b中，根據本發明的優選實施方案，來自於儲料容器(2)的煤進入氣化器上段(200)中的數個煤道，在所述煤道中煤被千燥，並且煤中部分揮發性組分被驅除。氣化器的上段(200)可以包括壓力容器的上殼(9)，所述上殼(9)可以包含悉心設計的耐火磚或者澆注結構，其充當熱交換器，以在煤下行通過氣化器時將熱從上升氣體轉移到煤。煤首先被乾燥，隨後在其下行進入下段(300)之前部分碳化為炭。對於內徑大於ll英尺的氣化器(如圖中所示)來說，五個煤道是優選的。對於內徑小於11英尺的氣化器來說，可以使用四個煤道。如圖中所示的耐火磚或澆注結構是針對11英尺內徑的容器圖示的，並且可以為了便於描述其結構和功能而被分成以下部分。耐火結構的第一部分是空心柱(10)，該空心柱充當"拱心石(keystone)"，用於固定將內部空間分成5個煤道的壁(11)。每個所述壁的下端可以採取拱形的形式，以對上面的壁的重量提供更好的支撐，但是也可以採用其他設計。每個壁可以包含通道(12)，在氣化器下段(300)中形成的部分氣體可以通過所述通道(12)向上進入到靠近該結構頂部的集氣區(collectionzone)。所述壁在其外端可以與耐火內圓柱體(13)結合，所述內圓柱體被外圓柱體(15)包圍。兩個圓柱體可以通過多個間隔體(16)連接，所述間隔體在其間形成垂直通道(14)，所述氣體的另一部分可以通過所述垂直通道(14)向上進入集氣區。在一些實施方案中，內圓柱壁的厚度允許某個量的熱從垂直通道進入到煤道中，以便於在煤道邊界層中加熱下行的煤。可以悉心選擇壁中通道以及包圍的垂直通道的面積，使得在氣化器下段(300)中形成的預定量氣體可以經由所述通道進入集氣區中。在一個優選實施方案中，該預定量不小於在氣化器下段(300)中形成氣體的60%或者不多於75%。所述外圓柱壁(15)還可以起到隔熱壓力容器外壁的作用，並且將容器表面溫度保持在安全水平。耐火結構的上部分可以包含水平集氣區，氣體從該水平集氣區被引導為流動到壁中的穿口(penetration)(18)，氣體可以從該穿口進入工藝的下一級。在耐火結構頂部集氣區之上，所有通道可以被密封。耐火結構可以由耐火磚或者澆注就位的耐火材料構建成。圖4a,b中給出的圖是以使用預製磚的耐火結構為基礎圖示的。在這種情況下，外圓柱體和容器的鋼(17)之間的空間可以填充以由耐火磚粉料(groundrefractory)和矽酸鹽水泥(Portlandcement)構成的灰漿。優選地，該耐火結構基於高鎂含量粘土的使用。在組裝之後，可以通過在氣化器投入操作之前將溫度緩慢升高至操作溫度來固化整個結構。8圖5示出根據本發明一個實施方案的氣化器下段(300)。在氣化器的該部分，通過以水夾套(19)包圍鋼殼來控制氣化器壁的外部溫度。在優選的實施方案中，多個高強度金屬(例如鋼)條(20)在爐箅(400)散布器(spreader)的高度被焊接到殼的內表面。一旦在爐箅之上形成大塊的熔渣(clinker)，它們可以在通過爐箅邊緣和多個條(20)之間時被碎成小塊。圖6示出根據某些實施方案的爐箅(400)的優選實施方案。收集灰渣並且支持煤整體重量的爐箅(400)也可以在其於順時針或逆時針方向上緩慢旋轉時將空氣和蒸汽通入氣化器下段(300)中。圖6中圖示的設計是用於具有11英尺或者大於11英尺內徑的氣化器。也可以使用其他設計。在一個實施方案中，爐箅的底部是具有上下環狀法蘭的鑄鋼圓柱體。下法蘭(22)可以被用來將爐篦栓接到爐篦支撐體(500)，而上法蘭(23)可以被用來連接灰渣散布器系統(ashspreadersystem)和爐箅盤，空氣和蒸汽通過所述爐箅盤進入氣化器的下段。所述灰渣散布器系統可以由基部散布器盤(24)構成，所述基部散布器盤(24)將灰渣移動到其邊緣，使得灰渣可以落入底部鑄件外壁和水夾套內壁之間。在一個實施方案中，該散布器是由5個直徑大於底部直徑的圓弓形瓣(circularsegment)(25)構成，從而在圓弓形瓣中心處，散布器與水夾套之間的間隙最大，而在圓弓形瓣的結點處餘隙最小。以這種方式，熔渣塊可以落入該間隙並且可以在突出角將它們捕入在所述角和和鋼條(20)之間時被破碎成較小的塊，所述鋼條(20)被焊接到水夾套的內部。根據某些實施方案，在散布器之上是6塊螺旋狀的鑄鋼盤(26)，其將位於其上的灰渣層推向周邊的同時允許空氣和蒸汽通過期間。空氣和蒸汽在通過0f述禱鋼盤和灰渣時升高它們的溫度，並且同時防止鑄鋼盤過熱。鑄鋼盤可以由長螺栓(27)保持在一起。為了進一步便利灰渣的運動，鑄鋼盤的中心線可以偏離底部中心線。如果氣化器的直徑小於11英尺，則散布器可以由4個瓣構成並且僅用5個鑄鋼盤。可以使用瓣數和盤數的各種變體，而不偏離本發明的教導。圖7示出根據本發明優選實施方案的爐箅支撐體(500)的結構。爐箅支撐體(500)的上部分是支撐盤(28)，所述支撐盤可以栓接到爐篦並且在滾子軸承(29)上旋轉，所述滾子軸承裝配到爐箅支撐體(500)的中間部分(30)。該中間部分形成氣化器實際的底部，並且附接到作為壓力容器底部密封外殼G1)(封頭)的第三部分。一組環狀齒(32)可以被提供到支撐盤的內側，並且優選地通過液壓柱塞移動來使爐箅緩慢轉動，從而將灰渣移動到灰渣出口(33)。空氣和蒸汽遞送管(34)可以平穩插入^f立於支撐盤和底部鑄鐵件中心的開口(opening)(35)。整個底部可以在裝配到氣化器下段(300)的底部法蘭(36)之前被組裝和測試。支撐體(37)可以焊接到下殼外部，用於在組裝期間保持其，將其升高到要裝配的位置並且在檢査和維護的時候使其降低。本申請的兩段氣化器可以在低溫(例如在約2,000華氏度到2,200華氏度)使用，從而灰渣保持為乾燥的固形物，或者在高溫(例如在3,000華氏度或更高)使用，此時灰渣熔融為液體形式，並且作為液體從氣化器去除。在反應區中溫度達到對於褐煤來說的1200華氏度(650攝氏度)之前，或者達到對於反應性不那麼強的煤來說更高溫度之前，如果灰渣是作為固定物處置的話達到約2,200華氏度的最大值之前，如果灰渣是作為液體爐渣處置的話達到約3,000華氏度之前，氣化反應通常不會開始。兩段氣化器中從煤到灰渣的煤轉化是半自動的過程，其中固形煤床緩慢轉化為氣體，因此允許更多煤進入。整個過程(包括乾燥、脫除揮發分、氣化和最終燃燒為灰渣)的時間，可以根據煤的組成、氣化器上段中產生炭的反應性、添加到反應區的氧氣量以及氣化器中溫度和壓力等而不同。例如，諸如北達科他州、蒙大拿州和墨西哥灣區褐煤以及蒙大拿州和懷俄明州次煙煤(PRB)的低級煤反應性強並且快速氣化，而諸如伊利諾斯盆地和賓夕法尼亞煤層煙煤的高級煤反應性不是非常強並且因此花更長時間。結果，低級煤更適於本發明的兩段氣化器，但是幾乎所有煤和含碳物質均可以用在本發明中。根據本發明的一些實施方案，從低級煤產生的炭需要約30分鐘來完全氣化。因為煤床從接收容器到爐箅水平是連續的，所以在這30分鐘中氣化的炭的體積被進入氣化器頂部的等體積煤替代。因此，該量可以是能被氣化的煤的最大量，而不管氣化器的操作壓力。氧的水平是可以影響兩段氣化器產出的另一因素。可以通過添加空氣分離車間以及在氣化器中使用接近純氧來實現增加的氧水平。然而，該途徑的一種缺點在於對整個工廠所施加的高操作成本和寄生負載。本發明可以基於氧或者空氣操作。當基於空氣操作時，可以以增加的壓力水平有效地添加更多氧，因此降低花費和寄生負載。本發明的氣化器可以以多個單元(優選地，8個單元，更優選地，12個單元)進行操作。優化的操作壓力範圍可以從約30psia到約150psia，更有選地從約50psia到約150psia。本發明的至少一種用途是提供燃料氣給電廠，所述電廠包括燃氣輪機、熱回收蒸汽發生器和蒸汽輪機以及發電機。這樣的組合可以具有高達46%的煤到電能的熱效率，並且可以允許捕獲煤中多於一半的碳(如二氧化碳)，而效率不低於40%。傳統的大氣下的兩段氣化器並不良好地適用於該目的，因為需要太多氣化器的單元來將燃料氣供應給工業燃氣輪機。本發明的加壓氣化器是好得多的候選方案。以少量單元工作在提升的壓力(例如在約30pisa和150psia之間)下，可以以可接受的成本實現高的熱效率。提供以下實施例來進一步圖示說明本發明。它們給出本發明的具體實施方案，但是不應該被解讀或解釋為對本發明範圍的限制。實施例使用具有上面圖2中示出結構和11英尺標稱直徑的氣化器來處理了諸如褐煤和PRB的煤。爐箅之上的氣化器下段體積大致為1,450立方英尺，其中氣^1區為約800立方英尺。氣化器使用大小範圍從2英寸到1/4英寸的塊煤，這樣的塊煤一般被視為具有約40磅每立方英尺的密度。估計可以被氣化的褐煤最大量為64,000磅/小時(lb/h)，而估計PRB煤最大量為58,000磅/小時。計算顯示，如果氣化器是要操作在120psia，可以氣化上述量的褐煤，而如果氣化器是要操作在155psia，則將氣化上述量的PRB煤。在每種情況下，使用12個氣化器來向兩臺Frame7FB工業燃氣輪機(如通用電氣公司製造的)提供燃料氣。每臺燃氣輪機的排放氣進入熱回收蒸汽發生器(HRSG)，所述熱回收蒸汽發生器向蒸汽輪機供應高壓蒸汽。在有二氧化碳被捕獲的情況下(如表中第三欄所示)，附加的燃料可以在HRSG的入口導管中燃燒，以給提供該處理所需額外的蒸汽和分離並壓縮二氧化碳來進行封存(sequestration)所需功率。在該情況下，氣化器的操作壓力應該優選地被增加到100psia，以向HRSG提供額外的燃料氣。第四欄示出PRB煤的情況。由於不同的煤組成，氣化器操作在93.5psia。在高壓下操作的一個優點在於，其允許氣化器的產出被改變來滿足任何期望的要求。例如，如下表所示，約550兆瓦的IGCC電廠使用兩種不同的煤，並且對於一個電廠，其中在燃燒過程中形成二氧化碳的52%被捕獲以進行之後封存。tableseeoriginaldocumentpage11圖8示出了壓力、氣體產品和功耗的關係。從圖中可以看到，當壓力高於約150Psia時，可以氣化的煤量由於煤的活性達到其限值，並且在總的壓縮功耗降低上有著有限的益處。因此，不太可能進一步通過在高於約150psia的壓力進行操作來增加氣化器的產出。同時，構造和操作用於在高於約150psia使用的容器將是成本高得多的，這是針對在這樣的高壓使用容器的最大缺點。圖8還示出了由於壓縮氣化器所需空氣要求的功率加上將燃料氣壓縮到在進入燃氣輪機燃燒器處所需壓力要求的功率而導致的氣化器輔助負荷的份額。如圖中所示，在高於約150psia的壓力操作氣化器僅僅使總的壓縮負荷略微減少。儘管已經以有限數量的實施方案描述了本發明，但是這些具體實施方案並不打算限制如以其他方式描述並且在本文中要求保護的本發明的範圍。存在本發明的變體的修改。所附權利要求書打算覆蓋如落入本發明範圍內的所有這些變體和修改。1權利要求1.一種用於氣化含碳物質的裝置，包括(a)加料系統(100)；(b)上段(200)；(c)下段(300)；以及(d)爐箅系統(400和500)；其中所述加料系統(100)接收所述含碳物質，並將所述含碳物質遞送到所述裝置的所述上段(200)，所述上段(200)又將所述含碳物質傳到連接的所述下段(300)以供氣化；其中所述爐箅系統(400和500)附接到所述裝置的所述下段，並且在其間形成密封，從而所述裝置能夠承受至少約30psia的內部壓力。2.如權利要求1所述的裝置，其中所述裝置能夠承受至少約50psia的內部壓力。3.如權利要求2所述的裝置，其中所述裝置能夠承受至少約150psia的內部壓力。4.如權利要求1所述的裝置，其中所述裝置能夠承受範圍從約30psia到約150psia的內部壓力。5.如權利要求4所述的裝置，其中所述裝置能夠承受範圍^^約50psia到約150psia的內部壓力。6.如權利要求1所述的裝置，其中所述加料系統(100)包括閉鎖式料鬥(1)，所述閉鎖式料鬥(1)在一端具有入口閥(4)而在另一端具有出口閥(5)。7.如權利要求6所述的裝置，其中所述閉鎖式料鬥(1)可以由氣體加壓。8.如權利要求6所述的裝置，還包括經由所述出口閥(5)連接到所述閉鎖式料鬥(1)的儲料容器(2)。9.如權利要求8所述的裝置，其中所述儲料容器(2)的體積大於所述閉鎖式料鬥(1)的體積。10.如權利要求9所述的裝置，其中所述儲料容器(2)的體^^比所述閉鎖式料鬥(1)的體積至少大25%。11.如權利要求8所述的裝置，其中儲料容器(2)還包含料」位計(3)，以指示所述儲料容器中的煤位。12.如權利要求1所述的裝置，其中所述爐箅系統(400和500)包括爐箅(400)和爐箅支撐體(500)，其中所述爐箅支撐體(500)保持並支撐所述爐箅(400)，並且被附接到所述裝置的所述下段(300)以與所述下段形成密封。13.如權利要求12所述的裝置，其中所述爐箅支撐體(500)包括支撐盤(28)，所述支撐盤(28)附接到所述爐箅(400)，並且經由滾子軸承(29)在所述爐箅支撐體(500)的中間部分(30)上旋轉，所述滾子軸承(29)裝配在所述中間部分(30)中。14.如權利要求13所述的裝置，其中一組環狀齒(32)糹皮提供在所述支撐盤(28)的下側，並且其可以被移動以轉動所述爐箅(400)。15.如權利要求1所述的裝置，其中多個條(20)在與所述爐箅(400)相同的水平上被提供在所述裝置的所述下段(300)的內表面上。16.如權利要求l所述的裝置，其中所述含碳物質是煤。17.如權利要求16所述的裝置，其中所述煤是低級煤。18.如權利要求17所述的裝置，其中所述煤是褐煤或PRB。19.一種氣化含碳物質的方法，包括(a)將所述含碳物質加料到氣化器的上段(200);(b)將所述含碳物質傳到所述氣化器的下段(300);(c)通過爐箅系統(400和500)收集所述含碳物質的灰渣，所述爐箅系統(400和500)附接到所述氣化器的所述下段(300)的底部；其中所述氣化器的所述上段(200)和所述下段(300)內部的壓力被維持在至少約30psia。全文摘要提供了一種用於氣化含碳物質的裝置及方法。具體地，一種用於氣化含碳物質的裝置，包括(a)加料系統(100)；(b)上段(200)；(c)下段(300)；以及(d)爐箅系統(400和500)；其中所述加料系統(100)接收所述含碳物質，並將所述含碳物質遞送到所述裝置的所述上段(200)，所述上段(200)又將所述含碳物質傳到連接的所述下段(300)以供氣化；其中所述爐箅系統(400和500)附接到所述裝置的所述下段，並且在其間形成密封，從而所述裝置能夠承受至少約30psia的內部壓力。本發明的實施方案可以操作在至少30psia，優選在30psia和150psia之間的提升的壓力下，以可接受的成本實現高的熱效率。文檔編號C10J1/207GK101665723SQ20091017016公開日2010年3月10日申請日期2009年9月4日優先權日2008年9月4日發明者D·W·韋克菲爾德,R·G·傑克遜,辰雷申請人:伊科諾國際動力公司