具有热防护的滴落沿的熔渣排流体的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有热防护的滴落沿的熔渣排流体、即用于将热的气化原始气和液态熔渣从气流床气化器的气化室转移到用于直接进行冷却的急冷室中的熔渣排流体，其中为了所述液态熔渣的滴落构造了热防护的滴落沿。所述滴落沿防止了液态熔渣因为回流的、水蒸汽饱和的冷气和喷注的急冷水而在进入到急冷室之前就硬化并导致堵塞。
【专利说明】具有热防护的滴落沿的熔渣排流体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在对含灰的液体燃料或者尘状的固体燃料进行部分氧化时优选在增压的情况下将液态的熔渣和热的气化气从气化室转移到气流床气化反应器的急冷室中的装置。
【背景技术】
[0002]本发明不仅适合于气化室由冷却罩包围的反应器而且还适合于那些气化室通过耐火的炉衬限定的反应器，正如专利文献DE4446803和EP0677567所示的那样。
[0003]在此，根据在这项技术中引进的不同的系统，原始气和熔融的熔渣分开地或者共同地从气化设备的气化室排出，正如在DE14718131中所示的那样。在J.Carl, P.Fritz的“Noell-Konversat1nsverfahren (诺埃尔转换法)”，EF 出版社，1996 年和 M.Schingnitz的 “Die Veredelung und Umwandlung von Kohle (煤的精炼与转换)” DGMK, 2008 年 12 月的“GSP-Verfahren (GSP法)”这一章中能够找到对整个技术的详细描述。从气化室中不受干扰地排出气化原始气和液态熔渣不仅是连续不断地进行气化运行的前提而且还决定了颗粒状的熔渣、细熔渣和细尘的产量，其中后者需要耗费很多的时间和精力进行清洁。
[0004]文献DD299893示出了一种用于将热的气化原始气和液态熔渣从气流床气化器的气化室排出到随后的、用于冷却气体和用于粒化熔渣的急冷设备中的装置。该装置由水冷管的罩构成，所述水冷管的下端部由潜管包围，所述潜管在内侧上通过水膜被保护不受热的介质损害。所述潜管通入用于冷却热的原始气和熔渣以及其粒化的水池。通过潜管中的熔渣沉积物造成的干扰显示为不利的，这些熔渣沉积物不允许均质的水膜进入。通过喷注输送的水已经防止了熔渣在滴落体的下沿边上不断地滴落，由此能够形成阻隔。
[0005]文献DD288614示出了一种装置，其中熔渣排流体将气流床气化器的气化室与露天急冷设备(Freiraumquenchung)连接起来。该露天急冷设备没有将急冷水或者说冷却水通过单级或多级的喷嘴环喷入的配件。这里也存在以下危险，即排流体的下沿边被喷水湿润，这同样也导致形成凝固的熔渣沉积物。即使在选择耐高温的材料的情况下，具有未经冷却的热防护系统的变化方案由于温度很高也只显示出不充足的稳定性。
【发明内容】
[0006]从现有技术出发，本发明的任务是实现一种装置，其允许热的气化原始气和液态熔渣从气流床气化器的气化室可靠地转移到随后的、用于通过喷入水分直接冷却热介质的急冷室中。在此能够出现高达1900°C的温度和高达1MPa的压力。
[0007]该任务通过具有第一项权利要求所述特征的装置得以解决，其中从属权利要求指明了用于解决所提出的任务的有利的实施方式。
[0008]通过在熔渣排泄体内布置热防护的滴落沿来防止，来自喷入喷嘴的急冷水即使在均匀雾化的干扰下仍到达滴落沿并且因此可能导致熔渣沉积，所述熔渣沉积会妨碍熔渣均匀地排出。也就是防止了液态熔渣因为逆流的、水蒸汽饱和的冷气和喷注的急冷水而在进入到急冷室中之前就硬化并导致堵塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面借助两个实施例参照三个附图在为了理解而必要的范围内阐述本发明。图中:
[0010]图1示出了具有冷却罩和熔渣排流体的气化反应器的原理图，
[0011]图2示出了根据本发明的熔渣排流体的第一种变化方案，并且
[0012]图3示出了根据本发明的熔渣排流体的第二种变化方案。
[0013]附图标记列表:
[0014]I水穿流的冷却罩
[0015]2熔渣排流体
[0016]2a熔渣排流体的下部分
[0017]3急冷室
[0018]4急冷喷嘴
[0019]5向熔洛排流体输送水的输水系统
[0020]6从熔渣排流体排出水的排水系统
[0021]7熔渣滴落沿
[0022]8滴落的熔渣
[0023]9气化室
[0024]10导热的搪炉料
[0025]11熔渣膜
[0026]12熔渣滴落沿的构造
[0027]13冷却管
[0028]14冷却管直径
[0029]15熔渣排流体的扩大部的小直径
[0030]16熔渣排流体的扩大部的大直径。
[0031 ]在这些图中，相同的附图标记表示相同的元件。
【具体实施方式】
[0032]实施例1:
[0033]该实施例参照图1和图2示出。按照图1所示的总功率为500MW的、其气化室由水穿流的冷却罩I包围的气流床气化器以80Mg/h的速度按照流动输送的原则利用二氧化碳为载体气体输送灰烬含量为8Ma%的燃料并且连同45000m31.N./h的氧气在温度为1650°C并且压力为4.5MPa的情况下转换为原始合成气。量为11500m31.N./h的原始合成气和5.9Mg/h的、由煤灰形成的熔渣量以所提到的1650°C的气化温度经过熔渣排流体2流入到急冷室3中并且通过由急冷喷嘴4喷入水冷却到大约220°C。原始气在此水蒸汽饱和。被急冷的原始气和粒化的熔渣分开地从急冷室3中被排出(在此未示出)。熔渣排流体具有输水系统5和排水系统6，其中如此设置温度和压力，使得不会出现沸腾状态。熔渣排流体2内的水压也选择得高于急冷室3内的水压，从而防止在熔渣排流体中发生泄漏时有热的气化气渗入。
[0034]所述熔渣排流体基本上是旋转对称的、管状的形成物，该形成物利用其上部分2连接到气化室9上并且其下部分2a伸入到急冷室3内。熔渣排流体由盘绕成管罩(Rohrschirm)的冷却管13构成。熔洛排流体的上沿边向外且向下弯曲。冷却介质，特别是冷却水能够在熔渣排流体上部分中被输送给冷却管并且在熔渣排流体下部分中被排出。用于输送和排出冷却液的套管布置在急冷室3内。熔渣排流体向下具有其直径跳跃式的增大部，其中在小直径处形成滴落沿7，所述滴落沿通过熔渣排流体的下部分2a受到热防护。能够如此选择几何形状，从而通过熔渣排流体的下部分2a防止从喷嘴4的尖端到滴落沿7的整个周边的直接路径。能够如此选择几何形状，从而通过熔渣排流体的下部分2a防止从喷嘴4的尖端到滴落沿7的面向所述喷嘴的环段的直接路径。构造成管罩的熔渣排流体的冷却管用销钉固定在滴落沿7上方并且涂有导热的搪炉料(Stampfmasse)10、例如SiC。在熔渣滴落沿7的下方同样能够涂上相同的搪炉料。从气化室9中流出的熔渣经由导热的搪炉料10通常以熔渣膜11的形式流出。在熔渣滴落沿7上，流出的熔渣分裂成单个滴状物并且为了冷却穿过急冷室3掉入水池中并且被排出(在此未示出)。熔渣排流体的冷却管具有25到75mm的直径，所述导热的搪炉料10以8到25mm之间的厚度被涂覆。为了确保熔渣能够可靠地滴落，熔渣滴落沿与熔渣排流体的下部分2a隔开至少一个冷却管直径。熔渣排流体的下部分2a的长度为至少三个冷却管直径，下部分2a的直径比上部分2的直径大出至少四个冷却管直径。滴落沿7通过以下方式构成，即在熔渣排流体的上部分2和下部分2a之间如此选择构造方式12，从而使得冷却管13的中心点构成三角形顶点朝下的等腰三角形。
[0035]实施例2:
[0036]该实施例参照图1和图3示出。在与实施例1中相同的条件下使用根据变化方案2的熔渣排流体2，正如在图3中所示的那样。在熔渣排流体的上下部分2与2a之间水平地布置着冷却管13的圈(Windung)。滴落沿7由所涂覆的导热的搪炉料10和固化的熔渣构成。
[0037]本发明还通过用于将热的气化原始气和由燃料灰形成的液态熔渣从气流床气化器的气化室(9)转移到用于通过喷入水直接进行冷却的急冷室(3)中的装置给定，其中能够存在高达1900°C的、气化原始气和熔渣的温度以及高达1MPa的压力，其中被称为熔渣排流体的装置其直径得以扩大、特别是突然扩大，并且在该扩大部处构造热防护的滴落沿。
[0038]所述熔渣滴落沿能够布置在水平地或者错开地设计的冷却管上。
【权利要求】
1.用于将热的气化原始气和由燃料灰形成的液态熔渣从气流床气化器的气化室(9)转移到用于通过借助多个喷嘴(4)喷入水直接进行冷却的急冷室(3)中的装置，其中存在高达1900°C的、气化原始气和熔渣的温度和高达1MPa的压力，其中 -基本上管状的形成物构成熔渣排流体(2、2a)， -所述熔渣排流体构造有盘绕的冷却管(13)，所述冷却管由冷却介质穿流， -所述熔渣排流体在其上部分(2)和其下部分(2a)之间向下具有其直径跳跃式的扩大部， -在所述扩大部的小直径(15)处形成基本上环形的滴落沿(7)， -如此构造所述熔渣排流体的下部分(2a)，从而避免从所述喷嘴到所述滴落沿的面向所述喷嘴的环段的直接路径。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，如此构造所述熔渣排流体的下部分(2a)，从而避免从所述喷嘴到所述滴落沿的面向所述喷嘴的半环的直接路径。
3.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，如此构造所述熔渣排流体的下部分(2a)，从而避免从所述喷嘴到所述滴落沿的整个环的直接路径。
4.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述盘绕的冷却管被气密地焊接成管罩。
5.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述冷却管直径(14)在25mm到75mm之间。
6.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述下部分(2a)相对于所述上部分(2 )在直径(16 )上扩大了至少两个冷却管直径(14 )。
7.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述熔渣排流体的在直径(16)上扩大的下部分(2a)具有至少三个冷却管直径(14)的长度。
8.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，如此构造所述滴落沿，从而使得至少一圈所述冷却管在所述滴落沿(7)和所述下部分(2a)之间向上错开地布置。
9.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，如此构造滴落沿，从而使得所述冷却管(13)的中心点构成三角形顶点朝下的三角形。
10.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述熔渣排流体的上部分(2)在其内侧上设有搪炉料。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，如此构造所述滴落沿(7)，从而使得所述搪炉料构成所述滴落沿，其中至少一圈所述冷却管在滴落沿和下部分(2a)之间相对于所述滴落沿向上错开地布置。
12.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述冷却介质在冷却管内的内压比在气流床气化器的气化室(9)内的压力更高。
13.按照权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述冷却管具有避免所述冷却介质蒸发的温度和压力。
【文档编号】C10J3/08GK204211695SQ201420277527
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】N.菲舍尔, H.霍佩, T.尤斯特, M.兴尼茨 申请人:西门子公司