专利名称：具有双层壁冷却的气化反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述类型的用于制造含CO或H2的原气体的气化反应器。
背景技术：
例如由本申请人的WO 2009/036985A1已知这种的气化反应器，其中在该文件中还提及了大量其他的现有技术，例如US 4474584，该文件特别是涉及对高温合成气体的冷却。本发明特别是致力于解决在这种反应器中出现的问题，本发明并不仅专门限于这里所述气化反应器，本发明还涉及这样的设备，在所述设备中可能出现类似的在下面详细说明的问题。这种设备必须适于用来实现对精细分布的燃料进行高压气化/燃烧的方法，其中包括在反应器内燃料、煤尘、精细分布的生物物质、油、焦油等的部分氧化。其中还包括分开或共同地提取残渣或飞灰和所制造的合成气体或原气体。必须能够冷却反应产物(气体和残渣/飞灰)，例如根据所使用的方法的类型通过喷淋骤冷、吹气骤冷、辐射骤冷、对流加热面等进行冷却，最后还必须注意反应产物从压力容器中的引出。在这种反应器中出现的问题在于，对构成骤冷室的面的冷却，以及如何保护反应器壁防止过热。WO 2009/036985A1中，在反应室的后面及/或在过渡室内构成一个水幕，所述水幕主要应保护围绕骤冷室的壁，防止过热。DE 102006031816B示出另外一种冷却壁的方式。 这里在压力容器壁和构成骤冷室的壁部之间在环形腔内形成流，该流在上端部围绕构成骤冷室的壁流动，并沿所述壁向下流动，以保护所述壁。由于在一些位置总是会在所构成的水膜中出现干扰，可能会出现这样的情况，即热的颗粒和/或气体会在相应的板件上造成损害。
发明内容
本发明的目的是提出一种解决方案，利用该解决方案要能够实现使尽可能封闭的、保护相应板件的水膜。根据本发明在开头所述类型的气化器中这样来实现所述目的，S卩，除了具有在骤冷室内形成水膜的装置外，构成骤冷室壁的缸体的至少有部分构造成双层壁的，并具有冷却剂溢流口，以便附加地润湿骤冷室壁的内表面，还在向下封闭的双层壁的缸体的下部区域中具有切向的冷却剂输入口。可以看到，主要通过述双层壁冷却，以及通过在冷却剂溢流区域内在冷却剂流中形成的具有规定流动方向的涡流，实现了对构成骤冷室的板件的最佳的润湿。本发明的各实施形式由各从属权利要求中得到。这里可以设定，环形的溢流室覆盖具有设置在上面的冷却剂溢流口的覆盖骤冷室缸体的轴向长度的大约一半和/或环形溢流室覆盖具有设置在上面的冷却剂溢流口覆盖骤冷室缸体的轴向长度的大约四分之一， 其中可根据使用目的决定双层壁的、冷却剂加载的缸体的尺寸。按本发明在另外一个实施方式中设定，在围绕骤冷室的缸体的壁中和/或在溢流室的向外朝向骤冷室的壁中和/或在压力容器壁及骤冷室之间的环形空间中设置喷嘴，用于喷洒冷却剂，以便附加地进行冷却。这个措施也用于提供防止冷却膜破裂等附加的可靠性，其中喷洒冷却剂本身部分地由上面已经提及的相关类型的WO 2009/036985中已知。
本发明其他的细节、特征及优点根据下面的说明以及结合附图得出。其中图1示出按本发明的气化反应器的原理剖视图，图2示出骤冷室内需冷却的壁的放大图，以及图3示出骤冷室的双层壁结构的三个简化的原理图。
具体实施例方式图1中示出的、总体用1表示的气化反应器具有压力容器2，该压力容器中与压力容器2隔开距离地从上向下设置由隔膜3围绕的反应室4。对隔膜3加载的冷却剂输入管用5表示。隔膜3经由一下方的锥形部6过渡到一个变窄的通道，该通道是用8表示的过渡区的一部分，其中在变窄的过渡通道7内示出涡流制动装置9。用IOa表示过渡区8中的滴落边缘，所述滴落边缘用于过渡区8内的液态灰，并与过渡通道7的第一滴落边缘10隔开距离。在过渡区8上连接骤冷室或骤冷通道11，其后是在一水池13中的残渣收集容器 12。在图2中用放大的比例原理性地且在半边示出过渡区8的一部分及骤冷室11。水流经由环形分配器14和相应的输入装置15输送给骤冷室11，以形成液幕16。如图2所示，用17标注的、围绕骤冷室11的圆柱形壁17部分地构造成双层壁的， 以便形成双层壁的缸体19，冷却剂流经由一个环形喷嘴20被导入所述双层壁的缸体，使得在圆柱形的壁17的面对骤冷室的侧面上同样形成水膜，所述水膜用18表示。所述冷却剂同样以涡流方式流动越过骤冷室壁17的用21表示的上边缘，以便例如避免固体颗粒沉积。 所述溢流用箭头22示出。如图2所示，在压力容器壁2和围绕骤冷室11的缸体17之间构成的环形空间23 配备冷却水喷嘴M。围绕骤冷室的缸体17的边缘区域也可以具有喷嘴，所述喷嘴在图2中用Ma标注。图3中示出双层缸体壁19的结构的三个例子。在左边的图中，所述缸体相对较小， 并设置在缸体壁17的端部上，并用19a表示。它的冷却水输入口带有附图标记20a。在中间的视图中，双层壁的缸体室19b大约是围绕骤冷室11的整个壁17的一半大小，而在右边的视图中，围绕骤冷室11的整个壁17构造成下部封闭的、双层壁的缸体 19c。当然本发明的所述实施例仍可以在很多方面加以改变，而不偏离本发明的基本构思。例如圆柱形的环形空间19可以由多个环形盘构成，冷却液的喷嘴可以用对称或不对称地分布在缸体壁17的表面上，等等类似的改变。
权利要求
1.用于制造含CO或H2的原气体的气化反应器，通过在高于灰的熔点的温度下利用含氧的气体使含灰的燃料气化来进行制造，其中在一压力容器的内部设有由冷却剂流过的隔膜形成的反应室，还设有过渡区和骤冷室，还具有沿重力方向处于下游的残渣收集容器，其特征在于除了在骤冷室(11)中形成水膜(16)的装置(14，15)以外，构成骤冷室壁(17) 的缸体的至少一部分构造成双层壁的，并具有用于附加地润湿(18)骤冷室壁(17)的内表面的冷却剂溢流口和在向下封闭的双层壁的缸体(19)的下部区域中的切向的冷却剂输入口 00)。
2.如权利要求1所述的气化反应器，其特征在于，环形的溢流室(19b)覆盖带有设置在上面的冷却剂溢流口(21b)的骤冷室缸体(17)的轴向长度的大约一半。
3.如权利要求1或2所述的气化反应器，其特征在于，环形的溢流室(19a)覆盖带有设置在上面的冷却剂溢流口(21a)的骤冷室缸体(17)的轴向长度的四分之一。
4.如前述权利要求中任一项所述的气化反应器，其特征在于，在围绕骤冷室(11)的缸体的壁(17)中和/或在溢流室的向外朝向骤冷室的壁中和/或在压力容器壁(2)及骤冷室(11)之间的环形空间03)内设置喷嘴(M)，用于喷洒冷却剂，以便进行附加的冷却。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造含CO或H2的原气体的气化反应器，通过在高于灰的熔点的温度下利用含氧的气体使含灰的燃料气化来进行制造，其中在一压力容器的内部设有由冷却剂流过的隔膜形成的反应室，还设有过渡区和骤冷室，还具有沿重力方向处于下游的残渣收集容器，在这种反应器中应尽可能封闭地实现保护相应的板件的水膜。这是这样来实现的除了在骤冷室(11)中形成水膜(16)的装置(14，15)以外，构成骤冷室壁(17)的缸体的至少一部分构造成双层壁的，并具有用于附加地润湿(18)骤冷室壁(17)的内表面的冷却剂溢流口(21)和在向下封闭的双层壁的缸体(19)的下部区域中的切向的冷却剂输入口(20)。
文档编号C10J3/82GK102471709SQ201080032285
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月16日 优先权日2009年7月28日
发明者E·库斯克, J·多斯塔尔, L·泽姆劳, R·舒尔泽艾克尔 申请人:蒂森克虏伯伍德有限公司