從用於獲得合成氣體的反應器排出爐渣的製作方法

2023-05-10 08:01:31 1

專利名稱：從用於獲得合成氣體的反應器排出爐渣的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種從用於獲得合成氣體的反應器的水浴排出爐渣的方法，其中爐渣 藉助轉移容器(Schleusbehalter )被置於較低的壓力水平。
背景技術：
在由含碳的燃料製造合成氣體時產生的爐渣必須從在這樣的情況下設置的水浴 作為固體排出。為此應列舉DE 600 31 875 T2或DE 3714 915 Al作為示例，其中後者基 本上與EP 0 290 087 A2相當。為了進行相應的分離、特別是熱分離，沿重力方向在反應器下方在轉移容器前面、 同樣如沿重力方向在轉移容器下方那樣設有相應的閉鎖機構，以便這裡能節拍式地打開或 關閉，以將產生的爐渣以裝填方式從反應器的水浴轉移至轉移容器中且然後由該轉移容器 中排出。US 4 487 611或基本上與EP 0 452 653相當的DE 40 12 085 Al描述了在水浴 中的溫度應儘可能高，以便能利用那裡的潛熱或可感知的熱並且避免高的冷卻水需求，其 中水浴的溫度在相應的壓力下不應超過水的蒸發溫度。該已知的方法具有一系列的缺點，因為冷卻只在轉移容器中進行或只在轉移/排 出過程之前進行，使得爐渣/轉移系統的全部構件包括例如存在的爐渣破碎機、閥、管線及 類似物都由於相應較高的溫度而承受較大的負荷。這意味著對所使用的材料有高的要求， 其中在轉移容器的區域中的膨脹由於在每次轉移時溫度的變化是特別強烈的。此外，轉移 容器中的冷卻或水更換僅僅在排出之前不久要求較高的時間需求，這使周期時間變大。由US 4 465 496和EP 0 101 005 A2中已知，在將爐渣排出之前將水流導入轉移 容器中，以便冷卻爐渣且同樣冷卻或更換轉移容器中存在的水量。由此避免或大大減少在 對轉移容器降低壓力時出現的煙霧。這些已知方法的缺點在於，必須施加較高的峰值冷卻功率以使爐渣和轉移容器冷 卻，因為在轉移容器中如上所述地必須確保溫度小於100°c，防止煙霧形成，這由於安全原 因導致相應的冷卻功率上升，其中，如上所述地，冷卻不連續地進行並且被加熱的冷卻水不 能用來冷卻爐渣，該冷卻水總是還具有明顯低於水浴溫度的溫度。因此，需要大量的額外 水，因為冷卻功率只可經由該額外水在轉移容器中被引入。

發明內容
本發明的目的在於，與排出爐渣相關聯的部件經受低的溫度，其中應以最小的必 需的冷卻功率使立即排出爐渣成為可能而不更換水。按照本發明的目的利用一種開頭所述類型的方法以下述方式實現，S卩，在爐渣從 氣體發生器的水浴或圍繞該氣體發生器的壓力容器的水浴離開的出口區域中、在橫截面比 另一設備部件的例如轉移容器的入口接管的橫截面大的區域中將冷卻水流這樣地供應給 爐渣流，使得能在出口區域中實現一種溫度層化(Temperaturschichtung)。
通過本發明可達成一系列的優點，因為通過很早就供應給爐渣流的冷卻水流實現 立即冷卻該爐渣流，從而隨後的各構件例如管線、閉鎖機構、轉移容器總之及類似物被加載 明顯較低的溫度，其中可以規定冷卻水流在爐渣破碎機的區域中或前面不遠處被供應給 爐渣流。因此可將冷卻水流供應到橫截面比較大的區域中，以便避免爐渣形成橋接現象並 且以便能利用在熱的水浴和冷的轉移容器之間的分離實現溫度層化並避免無意地冷卻熱 水。在本發明中，冷水的饋入在其它位置處實現，在該其它位置處，層化不再受水浴的渦流影響。在本發明的設計方案中規定，冷卻水流藉助在壓力容器出口與在轉移容器入口處 的橫截面變細部之間的環形間隙或類似物向前移動。利用該工作方式實現一種優化的溫度層化，因為冷水可被均勻地引入並且抽出只 有在足夠遠的位置處才進行。通過抽出水，形成一種強制的指向下的流動，此時對於足夠地 冷卻爐渣能實現儘可能小的流動速率，但同時確保一種強制的向下流動。橫截面變細部的 可能的橫截面的示例在實踐中直徑尺寸為0. 5至2米、優選1米。為此，本發明也規定，在流動速率小的情況下將冷卻水流供應到爐渣流的輸送管 中。在一種特殊的設計方案中本發明規定，使用冷卻水流作為用於爐渣流的液壓輸送 介質，用以也逆著重力方向將爐渣輸送到至少一個轉移容器。該措施也與一系列顯著的優點相關聯，因為例如轉移容器可設立在反應器旁邊。 這導致較小的結構高度，也就是說，在設計用於輸出爐渣的裝置時關於容器尺寸不存在限 制，也可無問題地使用多個轉移容器，這些轉移容器節拍式地或以分配的方式處理相應的 爐渣流。一個特殊的優點在於，來自汽化器的膨脹可被例如水平的輸送管路吸收。在此處應指出當然本身看來以液壓方式的固體輸送是已知的，例如由DE 10 30 624，以僅僅舉出一個例子。如上面已經簡短提及地，本發明也規定，在橫截面比轉移容器的入口接管的橫截 面大的區域中將冷卻水流供應給爐渣流。如果在這裡沿重力方向在轉移容器前面存在冷卻水流的回饋，則本發明也規定， 回饋的冷卻水流的一部分被引入轉移容器的下部區域中、優選轉移容器的下部接管中，以 便捲起例如較細的爐渣顆粒且因此避免在排出爐渣時可能的阻塞、橋接形成或類似現象， 必要時也以便使爐渣進一步冷卻。在本發明的另外的設計方案中也規定，將冷卻水流的一部分在反應器的或圍繞該 反應器的壓力容器的出口區域中逆著固體流動朝向水浴方向這樣引導，使得避免水從水浴 中流出。因此確保，熱量不被附加地從水浴取出，此時可進行調節，從而完全避免更換水。如果設有多於一個轉移容器，則本發明的另一設計方案在於，將冷卻水流/爐渣 流分配到至少兩個轉移容器上和/或交替地供應給所述至少兩個轉移容器。通過交替地供 應到不同的轉移容器，可以比較連續地將爐渣取出，也就是說，當其中一個轉移容器被清空 時，另一個轉移容器又被填裝爐渣等等。本發明也規定一種相應的用於實施該方法的裝置，此裝置的特徵在於，爐渣冷卻 管沿重力方向定向地設置在反應器的出口處，該爐渣冷卻管設有一環形空間用以緩和地環形地供應冷卻水流。該措施能通過緩和地供應冷卻水流實現保持一種溫度層化。相應的裝置按照本發明特徵可在於，爐渣引導和冷卻管具有為0. 5至2米、優選1 米的橫截面，以使在冷卻路段內部的輸送和流動速率均勻化和均勻地與此相關地形成一種
溫度層化。如再上面已經說明地，這些措施是本發明的特別的適宜的設計方案，但本發明不 限於此。可想到地，利用本發明可有利地使用已經存在的設備部件，因為通常已經設有一些 設備，這些設備將水從轉移容器輸出且因此引起朝向轉移容器的爐渣流。因此，在這裡只需 要一個熱交換器、一個橫截面較寬的管區段和一個相應的水噴入裝置，以實現所期望的目 的。因為按照本發明冷水被引入分離層下方，所以由此只造成一種很小的熱交換。冷水因 此只通過熱的爐渣被加熱。因此，該工作方式能實現效率改善且同時能實現設備部件的較 小的熱負荷。


本發明的其它特徵、細節和優點基於以下的說明和根據附圖得出。圖中圖1示出一排出區域的簡化的原理上的連接圖，該排出區域具有沿重力方向定位 在反應器下方的轉移容器，圖2以類似於圖1的圖示出包括在反應器旁邊的轉移容器的設計方案，以及圖3示出壓力容器出口處的示意性的局部放大圖。
具體實施例方式在圖1中通常用1標出的線路圖中簡化示出一具有一水浴3的壓力容器2，其中從 水浴3取出的爐渣在爐渣破碎機4中被破碎並供應給一分配器5，該分配器將爐渣例如交替 地供應給一個轉移容器A和一個轉移容器B，其中這兩個轉移容器以6a和6b標出。為了節 拍式地將爐渣由相應的轉移容器取出，在這些轉移容器前面設有閥7a或7b且在這些轉移 容器後面設有閥8a和汕。對本發明而言重要的是冷卻水回饋管路(通常以9標出)，該冷卻水回饋管路經由 閥IOa和IOb將冷卻水從轉移容器6a和6b取出，此時冷卻水流被引導經過一泵11和一熱 交換器12且經由管路區段9a例如回饋到爐渣破碎機4的區域中和/或經由管路區段9c 在爐渣破碎機4前面回饋到橫截面大的管路區域13a中。在此，必要時也用於額外的液壓 輸送的、在爐渣破碎機4和分配器5之間的管路13尺寸確定成，使得爐渣流通過供應的冷 卻水被相應地冷卻。在圖1中用虛線示出另一管路，用於使冷卻水回饋到壓力容器2的下部區域中。 該管路區段以9b標出，其中也可設有另一回饋管路，以9c標出，以便將水引導到轉移容器 (們)的下部區域中、例如到相應的轉移容器的下部接管中，以便必要時構成一種逆流，該 逆流可用於捲起汙漿顆粒或類似物。在圖2的實施例中，在功能上相同的所有部件設有與在圖1的描述中相同的附圖 標記，其中一個重要區別在於，在這裡這兩個轉移容器6a和6b不是沿重力方向設置在壓力 容器2下方、而是設置在該壓力容器旁邊。這裡，管路13用作液壓輸送管路。這兩個轉移 容器6a和6b設立在壓力容器2旁邊的區域中能實現，幾乎不必或完全不必考慮特殊的構造上的措施或熱膨脹。整個設備的結構高度可大大減小。在圖3中示意示出壓力容器2的出口，其中，漏鬥3中的水浴在壓力容器2的出口 處中延長並且被一環形通道14圍繞，冷卻水可經由管接頭15被緩和地引入該環形通道中。 熱分離線以點線來表示並以15標出。例如存在的溫度作為示例在圖3中給出，但本發明不 限於此。當然，所描述的本發明實施例還可在很多方面改變，而不脫離基本構思，因此特別 是在圖1的實施方式中也可沿重力方向在壓力容器2下方只設有一個轉移容器，在圖1中 的實施例中如由圖2那樣可設有多於兩個轉移容器，當這由於方法技術原因應該是必需 時，以及類似地更多。
權利要求
1.從用於獲得合成氣體的反應器的水浴排出爐渣的方法，其中爐渣藉助轉移容器被置 於較低的壓力水平，其特徵在於，在爐渣從氣體發生器的水浴或圍繞該氣體發生器的壓力 容器的水浴離開的出口區域中、在橫截面比另一設備部件的例如轉移容器的入口接管的橫 截面大的區域中將冷卻水流供應給爐渣流，使得能在出口區域中實現一種溫度層化。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，冷卻水流藉助在壓力容器出口與在轉移容 器入口處的橫截面變細部之間的環形間隙或類似物向前移動。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在流動速率小的情況下將冷卻水流供應 到爐渣流的輸送管中。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其特徵在於，使用冷卻水流作為用於爐渣流的液壓 輸送介質，用以也逆著重力方向將爐渣輸送到至少一個轉移容器。
5.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，冷卻水流通過供應給轉移容器 的流的至少部分式回饋來提供，回饋的流被引導經過一熱交換器。
6.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，回饋的冷卻水流的一部分被引 入轉移容器的下部區域中、優選被引入轉移容器的下部接管中。
7.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，將冷卻水流的一部分在反應器 的或圍繞該反應器的壓力容器的出口區域中逆著固體流動朝向水浴方向引導，使得避免水 從水浴中流出。
8.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，將冷卻水流/爐渣流分配到至 少兩個轉移容器上和/或交替地供應給所述轉移容器。
9.特別是用於實施如權利要求1或後續權利要求中任一項所述方法的裝置，其特徵在 於，爐渣冷卻管沿重力方向定向地設置在反應器的出口處，該爐渣冷卻管設有一環形空間 用以緩和地環形地供應冷卻水流。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，爐渣引導和冷卻管具有為0.5至2米、優 選1米的橫截面，以使在冷卻路段內部的輸送和流動速率均勻化和均勻地與此相關地形成 一種溫度層化。
全文摘要
利用一種從用於獲得合成氣體的反應器的水浴(2)排出爐渣的方法，其中爐渣藉助轉移容器(6a、6b)被置於較低的壓力水平，應創造一種解決方案，利用該解決方案，與排出爐渣相關聯的部件經受低的溫度，其中應以最小的必需的冷卻功率使立即排出爐渣成為可能而不更換水。這以如下方式實現，即，在爐渣從氣體發生器的水浴或圍繞該氣體發生器的壓力容器的水浴離開的出口區域中、在橫截面(14)比另一設備部件的例如轉移容器的入口接管的橫截面大的區域中將冷卻水流(9a)供應給爐渣流，使得能在出口區域中實現一種溫度層化。
文檔編號C10J3/52GK102089407SQ200980127243
公開日2011年6月8日 申請日期2009年7月21日 優先權日2008年7月29日
發明者C·漢羅特 申請人:猶德有限公司