专利名称：气化器注射系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及改进的气化器供料和氧化剂注射系统。具体而言，本发明提供了用于控制多燃烧器气化器中固体颗粒流动的改进装置和操作方案。所述系统还提供了用于异常操作条件或工艺燃烧器(process burner)意外回流(backflow)的情况下的一体化流动控制和紧急停车。这种改进的设计简化了大型多燃烧器气化器所需的机械系统，从而提供了更为可靠且紧凑的气化器供料系统。在优选的实施方式中，气化器的烃供料基本为固体颗粒状，并且优选由煤炭、石化焦炭和/或固体生物质组成。
背景技术：
随着石油供给的应用逐渐增加以及供应量的逐渐减少，目前，经济型固体烃源，例如但不限于煤炭、石化焦炭和/或固体生物质，的气化技术作为生产电力、氢和其他高质量运输燃料，并将这些固体转化成高价值化学品以满足特定市场需要的通用且清洁的方式， 在技术上和经济上变得更有吸引力。目前，全世界有大量的煤炭供给，并且在美国市场上有大量石化焦炭的市场供给。这些供给中的绝大部分在美国的燃煤发电厂中作为燃料使用， 或者输送到国外，作为外国发电的低价燃料。然而，使用现有的气化技术，可通过将这些固体烃燃料在气化器中部分氧化以生产合成气产品，从而使用这些固体烃燃料源生产明显更具吸引力的液体燃料产品，例如汽油和柴油。这些固体烃供料，例如煤炭、石化焦炭和/或固体生物质，包含氢和碳，并且能够在存在氧化气体或蒸气，例如空气、氧气和/或蒸汽存在下，在升高的温度下部分氧化以生产“合成气”产品。用于从烃源生产合成气的化学品在工业中是已知的，并且可选择适合的供料和操作条件以优化合成气生产中的化学反应。所生产的合成气优选由氢(H2)和一氧化碳(CO)组成。随后，可通过多种催化重组过程将此合成气转化成有价值的液体运输燃料，例如汽油和柴油。在这些过程中，最为常见和熟知的是由德国研究者在1920年代研发的Fisher-Tropsch法。在Fisher-Tropsch法中，在存在通常由铁和/或钴组成的催化剂的条件下重整合成气，其中将合成气转化成链状烃分子。下式说明了 Fisher-Tropsch反应中涉及的基本化学过程(2n+l)H2+nC0 ^ CnH(2n+2)+nH20 [1]在生产运输燃料的转化过程中，通常优化条件以使反应产物向具有约8至约20个原子的碳含量的较高分子量烃化合物的转化最大化。在上述合成气生产过程，用于将合成气转化成液体烃运输燃料的各种化学方法在本领域是公知的。其他方法包括将固体烃供料，例如煤炭、石化焦炭和/或固体生物质转化成合成气(主要为氢和一氧化碳)以作为电力生产中的“清洁燃料”使用。与由其生产合成气的固体烃供料相比，由此过程生产的合成气保留了相对较高的BTU值。清洁燃料生产中的特别成问题的是基于化石燃料(例如煤炭和石化焦炭)的固体烃供料，因为这些供料可能包含大量的污染物，例如硫和/或氮。这些污染物会破坏发电设备，并且产生影响商业过程的环境排放。通过首先气化固体烃燃料，这些污染物会被气化且更易于在作为电力生产的气体燃料使用前将其除去。随后，可将这些“清洁”燃料用作高速燃气轮机的燃料，或用于生产电力工业生产中蒸汽驱动轮机所用的蒸汽。使用这些固体烃燃料源的优点在于与液体或气体烃燃料相比，它们是经济型的燃料。这部分是由于其用作运输燃料或家用加热燃料的销路不畅。这也部分是由于不易于从固体燃料源中除去的通常大量的污染物(例如硫和氮)，常将其用于能够作为一体化工业过程中的一部分除去这些污染物的商业操作。然而，在传统气化器系统中使用这些燃料的许多难点是存在与固体燃料进入气化器系统的“流动”相关的问题。随着气化技术的改进，关键是这些气化器的尺寸和容量变大，并且更加有效，并且生产出改进的合成气产品组合物。然而，气化系统尺寸的增加常导致每单位中燃烧器数量的相应增加，与供料系统不充分以及无法适当控制固体供料在多个燃烧器之间分布相关的问题也成指数级增加。这些气化系统在非常高的温度下操作，常在约2000° F至约5500° F的范围。即便是燃烧器供料速率的小变化也会由于加热不均勻而产生不合格的合成气产品以及对设备的破坏。相连燃烧器之间固体供料的不均勻供料速率还会导致危险的回流条件。中间供料还会导致孤立的过燃烧(或局部爆炸)，这也会导致相当大的设备损坏，或气化过程停止。在现有技术中，通过一种使用“通气”或“流化”气体使固体供料床流化的方式解决与固体供料系统相关的问题。美国专禾IJ No. 4，338，187 ；No. 4，830，545和No. 5，106，240 描述了这一技术的实例。这些设备的问题在于使用大量流化气体以实现颗粒床的流化。这些方法中存在的重要问题是必须通过气化器的燃烧器和反应室排出所使用的大量流化气体。由于大量流化气体移动通过所述系统，这些大体积的流化气体降低了气化单元的可用容量。此外，由于出于安全性的原因常需要这些运输气体为非氧化性气体，这些气体不能用于合成气生产中的反应过程，因此基本成为过程中的“污染物”。这还要求必须从合成气终产品除去流化气体污染物后，才能使用所述合成气终产品。与流化气体应用相关的另一个问题是，为了适当地操作气化器系统，必须加热流化气体，因此需要在合成气生产过程中消耗大量能量。这些能量必须在过程中温度相对较低的后续阶段从这些流化气体中除去。这导致气化过程中显著的总能量损失。所提出的其它气化器供料系统，例如美国专利公开No. 2006/0242907A1中描述的系统，整合了精细的供料分离系统，例如该专利申请中显示的两段供料分离系统。这些系统需要非常精细的构建和加工，并且难以维护。此外，必须保持供入系统中的燃料具有高可接受空隙度(voidage)，从而使供料均勻地流过不同的喷嘴和阶段，并防止明显的分配器/喷嘴堵塞。大体上，为了使这些系统正常工作，供入分离器的供料必须有效“流化”以防止明显的流偏差(flow deviation)和/或系统堵塞。净结果是此系统导致需要正确地操作“流化”气体，并且伴有如此前系统中描述的相应缺点。工业上所需要的是不需要“流化”固体燃料并简化整体系统的构建，同时保持可靠性并改进整体性能和燃料容量的简化固体烃燃料传输系统。
发明内容
本发明的实施方式是用于气化器单元的改进固体燃料传输系统。此系统能够利用低空隙度(ε )的固体供料床(即优选低于0. 65的空隙度)，将固体燃料可靠且准确地利用床压力差供料系统控制传输到多个燃烧器。本文所用术语“空隙度”定义为固体燃料颗粒之间的空间(即非固体)的单位容积比率。在优选的实施方式中，还在每个燃烧管中使用最少量的加速气体(acceleration gas)。在本发明的另一个优选实施方式中，使用自动定心(selfcentering)，面积可变的“挡板”阀(“iris”valve)精细调节通向气化燃烧器的固体燃料流。在更优选的实施方式中， 还将此挡板阀设计为用于积极紧急停车(positive emergency shutoff)，并整合到气化紧急停车控制系统中。在本发明的优选实施方式是将固体烃燃料注射到气化器单元中的方法，其包括a)将固体烃燃料供入气化器单元的供料室，从而在所述供料室中生成所述固体烃燃料的致密固体床；和b)使用加压气体对所述致密固体床之上的所述供料室空间施压，从而使所述固体烃燃料流过位于所述致密固体床和所述气化器单元中多个燃烧管之间的挡板阀，从而改变所述供料室中所述加压气体的压力以控制所述固体烃燃料至所述多个燃烧管的入口的流速。在本发明更优选的实施方式中，所述致密固体床具有小于0. 65的空隙度。在另一个更优选的实施方式中，所述固体烃燃料由选自煤炭、石化焦炭和固体生物质的含烃材料组成。在另一个更优选的实施方式中，上述方法还包括-将加速流体注入所述燃烧管，从而由所述燃烧管中流速的增大而导致所述多个燃烧管入口处的压力下降。 更优选地，所述加速流体由空气、氧气、二氧化碳、蒸汽或氮气组成。本发明的另一个实施方式是用于将固体烃燃料和氧化气体转化成由分子氢和一氧化碳组成的合成气的装置，其包括可将所述固体烃燃料受控制地供入供料室的手段；用于控制所述固体烃燃料的致密固体床在所述供料室中水平面的手段，其中所述用于控制所述致密床水平面的手段由与所述供料室相连的水平面指示器和与所述供料室流体相连的水平面控制阀组成；用于控制加压气体在所述供料室中压力的手段，其中所述用于控制所述加压气体压力的手段由在所述致密床顶部以上的点与所述供料室相连且在所述致密床顶部以下的点与所述供料室相连的压差指示计和与所述供料室流体相连的加压气体控制阀组成；和挡板阀，所述挡板阀的一侧与所述致密固体床流体接触，且所述挡板阀的对侧与通向多个燃烧管的入口流体接触。
图1 加入本发明组件的气化器单元的正视横截面说明图。图2 用于本发明的“挡板阀”的一个实施方式的平面图，其中所述挡板阀处于完全开放的位置。图3 图2所示“挡板阀”的正视横截面视图。图4 图2所示“挡板阀”的平面图，其中所述挡板阀处于部分关闭的位置。
具体实施例方式如本申请背景部分所述，本领域现有的气化器固体燃料供料系统集中于“流化”固体床，从而改进通入气化燃烧器的固体燃料的流动性质。尽管这样基本能够通过将燃料系统的空隙度提高至约0. 65以上并由此产生“流化固体”，从而改进固体的流动性质，但是所得到的此过程中所用的大量污染物流化气体具有非常明显的过程化学，能量消耗，以及如上文所述的设备尺寸的缺陷。此外，随着这些气化器单元尺寸和效率的增加，需要系统带有更多数量的单个燃烧器以保持所述过程的整体效率。因此，为了改进整体进程，必须用于均勻固体烃供料传输的改进系统。本文所用的同义术语“固体烃供料”或“固体烃燃料”是指在常温常压下基本为固体的任何含烃供料。还应注意，本文所述“固体烃供料”或“固体烃燃料”由颗粒组成，优选平均Sauter平均直径(Sauter mean diameter)为约32微米至约 16微米的颗粒，更优选平均Sauter平均直径为约28微米至约20微米的颗粒。图1中说明了本发明的总的简化气化器供料系统。在本文中，气化器单元(1)具有用于将固体烃燃料传输到供料室(10)的固体供料管线(或类似的固体分配设备)(5)。 出于简明考虑，仅显示了单条固体供料管线，但也可在整个单元中加入多条固体供料管线 (或类似的固体分配设备)。可使用多条供料管线(或类似的固体分配设备)来控制材料在床中的分配，这有助于提供均勻的流，或者具有不同的固体燃料供料组成，以调整供料室 (10)中的整体固体供料组成。优选固体供料控制阀(15)位于固体供料管线上，并且优选通过来自位于供料室(10)上的水平面控制器00)的信号进行操作，并且优选来自水平面控制器00)的信号首先通过操作控制系统(“0CS”)(40)发送。在优选的实施方式中，固体供料控制阀(1 接收来自一体化紧急停车系统(“ESS”)(50)的信号，从而在发生紧急状态时关闭固体供料控制阀(15)。在一个实施方式中，固体供料管线(5)延伸进入供料室 (10)内的终端在固体供料床(35)的上水平面以下的料腿(dipleg) (30)中。在优选的实施方式(未显示)中，固体供料管线( 延伸进入供料室(10)内、终端在固体供料床(35)的上水平面以上但低于加压气体0 的入口的料腿(30)中。在另一个优选实施方式中，水平面控制器00)利用选自雷达波、超声波和激光束的信号来检测气化器供料室(10)中固体供料床(35)的水平面。本发明控制系统和控制器之间的控制线路如图1中的虚线所示。本文所用术语“操作控制系统(或“0CS”)”的定义为接收来自多个指示器的状态信号，处理来自状态信号的信息，并且为多个控制装置提供控制信号，从而控制气化单元正常操作的一体化控制系统。操作控制系统可以由诸如分布控制系统和可编程逻辑控制器的设备组成，但不限于此。本文所用术语“紧急停车系统(或“ESS”)”的定义为接收来自多个指示器的状态信号，处理来自状态信号的信息，并且为多个控制装置提供控制信号，从而在来自设备的信号指示发生异常或或紧急状态的情况下，将紧急停车设备和/或控制器调到安全模式或系统停车模式的一体化控制系统。紧急停车系统可以由诸如分布控制系统和可编程逻辑控制器的设备组成，但不限于此。紧急停车系统可以是操作控制系统的一体化子系统，或者也可以是与操作控制系统分离的系统。出于安全性的目的，优选后者。将加压气体0 供入供料室(10)的上部。优选基于来自整体气化过程的多个输入值(45)，包括产品组成和生产速率，通过远程操作控制系统(“0CS”)(40)控制供入供料室(10)的加压气体(25)，进而向加压气体控制阀(5 输送正确的控制输入值。在本发明中，固体供料系统主要通过控制供料室(10)中加压气体的压力来控制通过燃烧器的整体固体供料速率。与本领域现有的流化床不同，使用致密固体床(3 系统，其相应的床空隙度(ε)小于约0.65。在更优选的实施方式中，致密固体床(35)的空隙度小于约0. 55，且还更优选致密固体床(35)的空隙度小于约0.45。还可将所述多个输入值G5)送至紧急停车系统(“ESS”)(50)以指示异常或紧急状态，从而向紧急停车系统发出信号，以启动必要的控制，将气化器单元调至安全模式或停车位置。继续看图1，本发明的固体床不是流化床，但是固体以“活塞流”的模式运动。所述活塞流允许非常少量的加压气体(10)注入床并进入燃烧器系统，从而使进入反应产物中的总污染物比现有技术显著下降。优选提供固体床压差控制器(60)，其检测固体床底部附近与固体床上部以上的供料室(10)部分的压力差。优选将来自所述固体床压差控制器 (60)的信号送往提供输出信号给减压控制阀(6 的OCS系统(40)，从而通过释放供料室 (10)中的部分加压气体降低供料室(10)中的压力，由此控制通入气化器单元燃烧管的固体供料流动速率。在本发明的优选实施方式中，通过“挡板”阀(7 将固体供料从固体供料床(35) 传输到各燃烧管(70)。所述挡板阀由两片相接触的机械加工板(78A)和(78B)组成(参见图幻，其具有与各燃烧管(70)成同心排列的同心孔。在控制所述挡板阀时，这些板以彼此相反的方向旋转，从而在挡板阀在开放和关闭位置之间运动时，使通过两片板的口(80) (参见图2和图3)保持与燃烧管基本同心。图2显示了用于本发明的挡板阀的平面图，其中所述挡板阀处于完全开放的位置。所述挡板阀具有居中的轴或枢轴(85)，并且可通过线性致动器(90A)和(90B)操作图3中显示的反向接触的机械加工板(78A)和(78B)。然而， 可也利用本领域中已知的其它阀操作器，例如转轴驱动器或齿条和齿轮驱动器来操作所述挡板阀。图3是图2所示挡板阀的正视横截面视图。在图3中，可以看到通过挡板阀的机械加工板(78A)和(78B)的剖视图。还显示了用于旋转各个板的线性致动器(90A)和(90B)。 由此图还可见，致动器(90A)和(90B)分别与挡板阀的上侧板和下侧板相连。还可见用于旋转挡板阀的居中的轴或枢轴(85)，以及显示位于挡板阀完全开放位置的阀口(80)。同样，重要的是上侧板和下侧板以彼此相反的方向旋转运动(与保持一个板固定而仅旋转一个板不同)，从而保持固体供料流与流动管(70)基本同心。在图2和图3中可见，挡板阀口 (80)优选具有圆形的横截面。然而，显然也可使用其他横截面形状的口以更改通过挡板阀的流动特征。图4显示了与图2类似的挡板阀(75)的平面图，但图4所示为处于部分关闭位置的挡板阀。由图4可见，阀口开口(80)保持开放，但净孔空间缩小。然而，需要再次重申， 尽管图4中没有清楚地说明，但挡板阀的机械加工板(78A)和(78B)以彼此相反的方向旋转运动，从而保持图4所示的阀口开口(80)与各气化器燃烧管(70)的入口保持基本同心。还有与使用本发明的挡板阀结构相关的其他优点。一个优点在于挡板阀允许通过调整阀的开放横截面积控制固体通过燃烧器的流动速率。这一特征允许均勻地下调气化燃烧器容量，而不影响固体燃料供料的密度。在优选的实施方式中，致动器(90A)和(90B)与操作控制系统GO)结合，并从操作控制系统GO)接受位置信号，以进行高级自动化控制。如上所述，第二个优点在于本发明的挡板阀经过设计，其中阀板的反向旋转保持口开口与燃烧管基本同心。这在高温气化中非常重要，这样，燃料供应以受控的模式通过燃烧管，从而使混合和燃烧的效率最大化。第三个优点在于，所述阀对于固体燃料沉积是“自清洁”的，如果固体在阀口附近累积，阀会受到冲击或“碰撞”，这有助于除去任何临时性的固体累积或壅塞(bridging)。第四，在优选的实施方式中，挡板阀(75)是阻燃的紧急停车阀。在此实施方式中，在紧急状态的情况下，阀致动器接收来自紧急停车系统(50)的信号， 将挡板阀移动到关闭位置，从而消除可燃物向供料室(10)的逆吹(blowback)，这种逆吹会导致气化器系统的严重故障和/或对操作人员伤害。继续看图1中的气化器实施方式，固体供料通过挡板阀(75)的口并进入燃烧管 (70)。在本发明的优选实施方式中，将加速气体口(100)结合入燃烧管(70)。这些加速气体口通过加速气体集气管(10 供入加速气体。优选加速气体口形成角度，从而随着固体在燃烧管中的流动，将加速气体以相同的流向注射到燃烧管。所述加速气体在燃烧管入口与燃烧管(70)中的点之间产生压降，其中加速气体通过提高燃烧管(70)中的整体速度而注入。这可用于改进流动管入口附近的固体供料流动特征，从而通过本发明改进气化器供料操作中获得的整体可靠性和流动精度。应注意，本发明中固体供料床(3 并非如现有技术中被流化，因此在本发明中使用的加速气体的气体量显著少于现有技术中用作流化气体的量。在燃烧管中使用加速气体的另一个优点是，尽管可使用非氧化性气体作为加速气体，但在本发明的所述实施方式中，加速气体的注射点位于可进行紧急停车操作的挡板阀以下。因此，加速气体可部分由含氧材料组成，甚至全部由含氧材料组成，只要所提供的加速气体中的含氧量不支持在燃烧管(70)内发生燃烧。可用于本发明的一种优选的此类加速气体是蒸汽。利用蒸汽的优点在于，其可通过不允许固体烃燃烧/蒸汽混合支持燃烧管中发生燃烧的方式注射。另一个优点是蒸汽能够为气化反应提供额外的热。第三且最为重要的是，由于氢和氧都是合成气产品的基本成分，因此蒸汽不向合成气过程中引入任何“污染物”材料。因此，在本发明的优选实施方式中，所述加速流体由空气、氧气、二氧化碳或蒸汽组成。在另一个更优选的实施方式中，所述加速气体由蒸汽组成。在另一个更优选的实施方式中，所述加速气体由空气或氧气组成，其中燃烧管中氧气与烃的比例低于支持燃烧所必须的量。还应注意，也可使用惰性气体例如氮气作为加速气体，尽管在气化反应中这些气体可能不具有与上述含氧加速气体所述相同的组成上的优点。继续看图1，将氧化气体供入氧化剂供料集气管(110)。氧化剂供料集气管通过氧化剂供料喷嘴(11 将氧化气体分配到燃烧管(70)的尖端，氧化气体和固体供料材料在此燃烧，从而在气化室(12 产生火焰锋(120)。在气化室(125)，固体烃燃料和氧化气体被转化成由氢(H2)和一氧化碳(CO)组成的合成气产品(130)。应注意，应在每个燃烧管(70) 尖端的周边至少使用两个氧化剂供料喷嘴(115)，并且在周边区域均勻定向，从而使来自每个燃烧器的火焰前缘基本居中且收窄，以使反应转化效率最大化。这样，可在燃烧管(70) 的尖端周围形成喷嘴“环”，而不是利用单个的氧化剂供料喷嘴(115)，可通过所述喷嘴环基本360°的加速气体环可围绕每个燃烧管(70)的尖端流动，从而在气化室(125)中提供优化的火焰前缘模式。在本发明的优选实施方式中，进一步使用至少部分合成气产品(130)来生产液体运输燃料。在优选的实施方式中，液体运输燃料由汽油和柴油组成。汽油在本发明中被定义为烃燃料，其中至少90体积％的烃燃料在常压下的沸点在80° F和450° F之间。汽油在本发明中被定义为烃燃料，其中至少90体积％的烃燃料在常压下的沸点在350° F和 600° F之间。在本发明的另一个优选实施方式中，将本发明生产的合成气产品(130)作为燃气轮机的燃料使用。在另一个更优选的实施方式中，所述燃气轮机用于发电。在本发明的另一个优选实施方式中，将本发明生产的合成气产品(130)作为燃烧器燃料以生产高压蒸汽。 高压蒸汽在本发明中被定义为压力至少为500psig的蒸汽。在优选的实施方式中，所述蒸汽是过热的。在另一个更优选的实施方式中，所述蒸汽用于驱动蒸汽轮机发电。尽管已通过具体实施方式
描述了本发明，但本发明并不限于此。在具体条件下对操作进行适当的变化和改进对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，所附权利要求书应当解释为涵盖落入本发明实质精神和范围内的所有此类变化和改进。
权利要求
1.一种将固体烃燃料注射到气化单元的方法，其包括a)将固体烃燃料供入气化器单元的供料室，从而在所述供料室中生成所述固体烃燃料的致密固体床；和b)使用加压气体对所述致密固体床之上的所述供料室空间施压，从而使所述固体烃燃料流过位于所述致密固体床和所述气化器单元中多个燃烧管之间的挡板阀，从而改变所述供料室中所述加压气体的压力以控制所述固体烃燃料进入所述多个燃烧管入口的流速。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过从操作控制系统送到控制加压气体控制阀的输入值控制所述供料室中所述加压气体的压力，以响应所述固体烃燃料流动速率的提高或降低，其中所述加压气体控制阀位于将所述加压气体通入所述供料室的供料管线上。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述操作控制系统向所述加压气体控制阀传递信号以响应合成气生产速率的变化。
4.如权利要求1所述的方法，其中通过从操作控制系统送到固体供料控制阀的输入值控制所述供料室中所述致密固体床的水平面，以响应所述致密固体床水平面的变化，其中所述固体供料控制阀位于将所述固体烃燃料通入所述供料室的供料管线上。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述操作控制系统从致密固体床水平面指示器接受致密固体床水平面变化的信号。
6.如权利要求1所述的方法，其中使用所述挡板阀控制所述固体烃燃料向所述多个燃烧管的入口的流动速率。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述挡板阀由两片以相反方向彼此相对旋转的机械加工片组成。
8.如权利要求7所述的方法，其中通过从操作控制系统送到与所述挡板阀机械接触的至少一个致动器的输入控制所述挡板阀的板的旋转位置，以响应所述固体烃燃料流动速率的提高或降低。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述挡板阀为响应来自紧急停车系统的信号而移动到关闭位置的紧急隔离装置。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述挡板阀为响应来自紧急停车系统的信号而移动到关闭位置的紧急隔离装置。
11.如权利要求1所述的方法，其还包括-将加速流体注入所述燃烧管，从而由所述燃烧管中流速的增大而导致所述多个燃烧管入口处的压力下降。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述加速流体由空气、氧气、二氧化碳、蒸汽或氮气组成。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述加速流体由蒸汽组成。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述加速气体由氧气组成，其中燃烧管中氧气与烃的比例低于支持燃烧所必须的量。
15.如权利要求1所述的方法，其还包括-将氧化气体注射到所述燃烧管出口附近，其中所述固体烃燃料和氧化气体在约2000 至约5500° F的温度下燃烧，从而产生由分子氢和一氧化碳组成的合成气产品。
16.如权利要求15所述的方法，其中至少部分所述合成气产品在燃气轮机中进一步燃烧。
17.如权利要求15所述的方法，其中至少部分所述合成气产品在锅炉中进一步燃烧以产生高压蒸汽。
18.如权利要求17所述的方法，其中至少部分所述高压蒸汽用于驱动蒸汽轮机。
19.如权利要求15所述的方法，其中至少部分所述合成气产品在催化剂的存在下进一步重整成碳含量为约8至约20个原子的液态烃燃料化合物。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述致密固体床具有小于0.65的空隙度(O。
21.如权利要求1所述的方法，其中所述固体烃燃料由选自煤炭、石化焦炭和固体生物质的含烃材料组成。
22.用于将固体烃燃料和氧化气体转化成由分子氢和一氧化碳组成的合成气的设备， 其包括可控制地将所述固体烃燃料供入供料室的控制阀；用于控制所述固体烃燃料的致密固体床在所述供料室中水平面的手段，其中所述用于控制所述致密床水平面的手段由与所述供料室相连的水平面指示器和与所述供料室流体相连的水平面控制阀组成；用于控制加压气体在所述供料室中压力的手段，其中所述用于控制所述加压气体压力的手段由在所述致密床顶部以上的点与所述供料室相连并 且在所述致密床顶部以下的点与所述供料室相连的压差指示计和与所述供料室流体相连的加压气体控制阀组成；和挡板阀，所述挡板阀的一侧与所述致密固体床流体接触，且所述挡板阀的对侧与通向多个燃烧管的入口流体接触。
23.如权利要求22所述的设备，其中所述致密固体床具有小于0.65的空隙度(O。
24.如权利要求22所述的设备，其中所述挡板阀包括通过所述挡板阀的多个口，其中每个口与对应的燃烧管基本同心，并且其中至少一个致动器与所述挡板阀相连，在操作所述致动器时导致所述挡板阀上侧板和下侧板的反向旋转，并且所述挡板阀每个口的开放部分与相应的所述燃烧管的入口保持基本同心。
25.如权利要求22所述的设备，其中所述挡板阀包含至少一个致动器，其接收来自紧急停车系统的信号以关闭所述挡板阀。
26.如权利要求22所述的设备，其还包括与所述燃烧管流体相连的加速流体集气管，其用于向所述燃烧管供入加速流体；其中所述加速流体在所述燃烧管中的速度在所述燃烧管的入口产生压降。
全文摘要
本发明涉及改进的气化器注射系统。具体而言，本发明提供了用于改进对多燃烧器气化器中固体颗粒的流动控制的改进装置和操作方案。所述系统还提供了用于在异常操作条件或加工燃烧器的意外回流的情况下进行综合流动控制和紧急停车。这种改进的设计简化了大型多燃烧器气化器所需的机械系统，从而提供了更为可靠且紧凑的气化器供料系统。在优选的实施方式中，所述气化器的烃供料基本为固体颗粒状，并且优选由煤炭、石化焦炭和/或固体生物质组成。
文档编号C10J3/50GK102216182SQ200980145010
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者M·F·雷特曼 申请人:埃克森美孚研究工程公司