專(zhuān)利名稱(chēng):制備合成氣的方法和設(shè)備的制作方法
本發(fā)明涉及在反應(yīng)器中用含氧氣體部分燃燒含碳燃料以制備合成氣的方法和所用設(shè)備，其中得到的合成氣經(jīng)反應(yīng)器底部的出口排出，并將其送進(jìn)與反應(yīng)器相連并基本上垂直放置在反應(yīng)器下方的廢熱鍋爐，殘?jiān)?jīng)反應(yīng)器底部的出口排出，靠重力通過(guò)在廢熱鍋爐內(nèi)部延伸或與之并排的殘?jiān)欧牌鳎M(jìn)入水槽急冷。
用基本上純凈的氧氣做含氧氣體部分燃燒含碳燃料生產(chǎn)的合成氣，主要由氫氣和一氧化碳組成，當(dāng)所用的含氧氣體是空氣或富氧空氣時(shí)，產(chǎn)生出的合成氣當(dāng)然還會(huì)含有數(shù)量可觀(guān)的氮?dú)狻＿@里所說(shuō)的含碳燃料，一般指煤或其它固體燃料，如褐煤、泥煤、木材、焦炭、煙煤等，但液體燃料如油砂油或頁(yè)巖油，液體和/或顆粒固體燃料的混合物以及烴氣也是可用的。
有利的是同時(shí)將一種調(diào)節(jié)劑引入到反應(yīng)器。其目的是對(duì)反應(yīng)器的溫度起到調(diào)節(jié)作用。這可通過(guò)控制調(diào)節(jié)劑與合成氣制備的反應(yīng)物之間的吸熱反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。適用的調(diào)節(jié)劑是蒸汽和二氧化碳。
氣化過(guò)程宜在溫度范圍為1200～1700℃和壓力范圍為1～200巴的條件下進(jìn)行。
制備合成氣使用的反應(yīng)器可為球形、圓錐形、卷筒形或圓筒形。反應(yīng)器的主體最好是圓筒形。
向反應(yīng)器供給含碳燃料和含氧氣體，可采用適用于此目的的任何方式進(jìn)行。然而，最好是通過(guò)設(shè)在反應(yīng)器器壁上成對(duì)的燃燒嘴供給燃料和含氧氣體以及調(diào)節(jié)劑。用與反應(yīng)器軸對(duì)稱(chēng)的至少兩個(gè)燃燒嘴進(jìn)行供料更為有利。
在部分燃燒反應(yīng)中生成的液態(tài)殘?jiān)侣?，并通過(guò)設(shè)在反應(yīng)器底部的出口排出。眾所周知，在氣化器底部設(shè)置急冷水槽是為了脫除氣化過(guò)程中形成的殘?jiān)恐亓ο侣涞剿壑械臍堅(jiān)徊毒?，被急冷，然后形成透明的顆粒。用通用設(shè)備將殘?jiān)w粒定期或連續(xù)地從水槽排出。
另外，已有這樣的建議，即在反應(yīng)器的下方基本上垂直放置一廢熱鍋爐使得殘?jiān)⒒曳趾彤a(chǎn)品氣體通過(guò)在氣化器底部的唯一出口排出。
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)合成氣的方法和設(shè)備，其中廢熱鍋爐單位氣體的效率得到了提高。
因此本發(fā)明提供了一種在反應(yīng)器中用含氧氣體部分燃燒含碳燃料以生產(chǎn)合成氣的方法，其中將所得合成氣從反應(yīng)器底部出口排出，送入與反應(yīng)器相連、基本上垂直位于反應(yīng)器下方的廢熱鍋爐;殘?jiān)煞磻?yīng)器底部出口排出，靠重力通過(guò)在廢熱鍋爐內(nèi)延伸或與之并排的殘?jiān)欧牌?，進(jìn)入水槽，被水進(jìn)一步冷卻;其特征在于向殘?jiān)欧牌魈峁┮环N急冷介質(zhì)，使其與離開(kāi)反應(yīng)器通過(guò)所述殘?jiān)欧牌鞯臍堅(jiān)佑|。
本發(fā)明還提供了一種用含氧氣體部分燃燒含碳燃料所用的設(shè)備，該設(shè)備包括底部裝有氣體出口的反應(yīng)器;與反應(yīng)器相連并基本上垂直放置在反應(yīng)器下方的廢熱鍋爐;在廢熱鍋爐內(nèi)部或延伸與之并排的殘?jiān)欧牌?接受殘?jiān)乃?其特征在于該設(shè)備有一供料裝置，以向殘?jiān)欧牌魈峁┘崩浣橘|(zhì)，使急冷介質(zhì)與離開(kāi)反應(yīng)器通過(guò)所述殘?jiān)欧牌鞯臍堅(jiān)佑|。
在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案中，急冷介質(zhì)(例如一種氣體)與殘?jiān)媪鹘佑|，急冷介質(zhì)最好在殘?jiān)淙胨矍熬退腿霘堅(jiān)欧牌鳌?br>在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案中，水槽中的沸水產(chǎn)生蒸汽，可先用其冷卻離開(kāi)氣化器和靠重力落入水槽時(shí)的殘?jiān)?，繼而用做附加急冷氣體冷卻產(chǎn)品氣。
下面用實(shí)施例參照附圖對(duì)本發(fā)明加以詳述，圖中所示的是本發(fā)明之設(shè)備縱剖面示意圖。
附圖介紹了裝有一組燃燒嘴2的氣化器或反應(yīng)器1的縱剖面。如果需要，在氣化器底部，可用任何適用的急冷介質(zhì)急冷產(chǎn)品氣體。這種急冷介質(zhì)(例如氣體)可通過(guò)任一適宜管線(xiàn)4和4′供給。離開(kāi)氣化器的產(chǎn)品氣體經(jīng)出口3進(jìn)入與氣化器1適當(dāng)連接的，垂直位于其下方的廢熱鍋爐5，廢熱鍋爐包括如盤(pán)管或柵板之類(lèi)的間接傳熱設(shè)施(圖中縱向陰影部分所示)。這種廢熱鍋爐并不是本發(fā)明的部分，這里不詳述，由于本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)其操作是熟知的。
離開(kāi)廢熱鍋爐的產(chǎn)品氣體經(jīng)出口6可能最好是進(jìn)入適當(dāng)(干燥)固體脫除器7，灰分從管線(xiàn)8排出。經(jīng)管線(xiàn)8a離開(kāi)裝置7的無(wú)灰塵氣體可根據(jù)用途用任何適宜的方法進(jìn)一步加工。
經(jīng)出口3離開(kāi)氣化器1的殘?jiān)?如數(shù)字3b所示)靠重力通過(guò)殘?jiān)欧牌?a至水槽9。殘?jiān)欧牌?a垂直放置在氣化器1出口3的下方，且最好由廢熱鍋爐的外殼所包圍。氣化器，廢熱鍋爐和殘?jiān)欧牌鲀?nèi)的壓力應(yīng)該使得能防止反應(yīng)器排出的產(chǎn)品氣體進(jìn)入殘?jiān)欧牌?a。這些工藝特征僅作為結(jié)構(gòu)特征不是本發(fā)明的部分，這里不加詳述，且由于清晰度的關(guān)系也未在附圖中表示。經(jīng)適當(dāng)?shù)墓┙o裝置11可向殘?jiān)欧牌?a送入適當(dāng)?shù)募崩浣橘|(zhì)，例如在殘?jiān)c水槽中的水接觸之前，使得通過(guò)出口3離開(kāi)氣化器的殘?jiān)c所述急冷介質(zhì)逆流接觸。(循環(huán))氣體或蒸汽可用做急冷介質(zhì)。水槽的溫度達(dá)到使水槽9含有沸水。經(jīng)過(guò)沸水槽后，殘?jiān)晒芫€(xiàn)10被送到殘?jiān)隙?未示出)。這里可以采用任何適宜的殘?jiān)懦到y(tǒng)。
水槽9中的沸水產(chǎn)生蒸汽(箭頭A)，可用其冷卻離開(kāi)反應(yīng)器靠重力向水槽下落的殘?jiān)Ｉ鲜稣羝?或附加蒸汽和/或管線(xiàn)11的氣體可進(jìn)一步用做附加急冷氣急冷在出口3的產(chǎn)品氣體。這樣，就可利用離開(kāi)反應(yīng)器的殘?jiān)臒崮茉趶U熱鍋爐中產(chǎn)生蒸汽，因而提高了本發(fā)明方法的總熱效率。
可取的是在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，殘?jiān)欧牌?a也可與廢熱鍋爐并列延伸。
另外，可取的是在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，前述具體實(shí)施方法的規(guī)模和工藝條件如下裝置能力1000噸/天伊利諾斯6號(hào)煤;
氣化器生產(chǎn)氣體的工藝條件5.40立方米/秒，25巴，1450℃用做急冷介質(zhì)的循環(huán)氣體的工藝條件1.75立方米/秒，26巴，200℃;
氣化器直徑2.5～3.0米;
氣化器長(zhǎng)度5～8米;
氣化器出口直徑0.8～1.2米;
殘?jiān)欧牌髦睆?.8～1.2米;
廢熱鍋爐直徑1.5～1.8米;
廢熱鍋爐長(zhǎng)度15～25米，很明顯，本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)前述說(shuō)明和附圖可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變更或改型。這些變更和改型預(yù)料都會(huì)包括在本發(fā)明權(quán)利要求
的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在反應(yīng)器中用含氧氣體部分燃燒含碳燃料以生產(chǎn)合成氣的方法，其中所得合成氣經(jīng)反應(yīng)器底部的出口排出，送入與反應(yīng)器相連并基本上垂直放置在反應(yīng)器下方的廢熱鍋爐；殘?jiān)?jīng)反應(yīng)器底部的出口排出，靠重力通過(guò)在廢熱鍋爐內(nèi)部延伸或與之并排的排放器進(jìn)入水槽，被水進(jìn)一步水冷；其特征在于向所述殘?jiān)欧牌鞴┙o急冷介質(zhì)，使其與離開(kāi)反應(yīng)器通過(guò)排放器的殘?jiān)佑|。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述急冷介質(zhì)，例如一種氣體，與殘?jiān)媪鹘佑|。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于水槽中的沸水產(chǎn)生蒸汽這一步驟，所述蒸汽首先用于冷卻殘?jiān)?，繼而用做產(chǎn)品氣體的附加急冷氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于在殘?jiān)c水槽中的水接觸前向殘?jiān)欧牌鞴┙o急冷介質(zhì)。
5.一種用含氧氣體部分燃燒含碳燃料所用的設(shè)備，該設(shè)備包括底部裝有氣體出口，下方連有基本上垂直放置的廢熱鍋爐的反應(yīng)器，在廢熱鍋爐內(nèi)部延伸或與之并排的殘?jiān)欧牌骱徒邮軞堅(jiān)乃?其特征在于有一個(gè)向所述殘?jiān)欧牌鞴┙o急冷介質(zhì)的供料裝置，使急冷介質(zhì)與離開(kāi)反應(yīng)器通過(guò)所述排放器的殘?jiān)佑|。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述設(shè)備，其特征在于與殘?jiān)媪鞯姆绞焦┙o急冷介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的設(shè)備，其特征在于在殘?jiān)c水槽中的水接觸之前向所述殘?jiān)欧牌鞴┙o急冷介質(zhì)。
8.用權(quán)利要求
1～4的任一方法生產(chǎn)的合成氣。
專(zhuān)利摘要
一種在反應(yīng)器中用含氧氣體部分氧化含碳燃料的方法和設(shè)備，在該方法中，殘?jiān)鼜姆磻?yīng)器底部的排放器排出，靠重力進(jìn)入水槽冷卻。產(chǎn)生的蒸汽首先用來(lái)冷卻下落中的殘?jiān)?，此后用做附加急冷氣與離開(kāi)反應(yīng)器的殘?jiān)媪鹘佑|。
文檔編號(hào)C01B3/32GK87105849SQ87105849
公開(kāi)日1988年3月9日 申請(qǐng)日期1987年8月27日
發(fā)明者馬坦·約翰尼斯·萬(wàn)·德·布格特 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan