用于气化和冷却合成气的系统和方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题涉及气化系统，并且更具体地涉及用于冷却合成气的系统。
【背景技术】
[0002]气化器将含碳材料转化成一氧化碳和氢的混合物，该混合物被称为合成气体或合成气。例如，一体化气化联合循环(IGCC:1ntegrated gasificat1n combined cycle)发电厂包括一个或更多个气化器，气化器使进料在高温下与氧和/或蒸汽反应来产生合成气。合成气可用于发电，化学制品生产或任何其它适合的应用。在使用之前，合成气可在合成气冷却器中得到冷却，且在气体处理系统中得到处理。
【发明内容】
[0003]下文概括了与原始请求保护的本发明在范围上相当的某些实施例。这些实施例并非旨在限制请求保护的本发明的范围，相反，这些实施例旨在仅提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可涵盖可类似于或不同于下文阐明的实施例的多种形式。
[0004]在第一实施例中，一种系统包括一体化气化容器，该一体化气化容器包括可包围气化器的封壳，封壳包括第一区段和第二区段，一个或更多个喷射器沿周向设置在气化器内。一个或更多个喷射器可向气化器供应燃料。该系统还包括合成气冷却器，该合成气冷却器设置在气化容器的环带内。合成气冷却器包括壳，该壳可供冷却剂流动，且合成气冷却器包括多个管，该多个管包绕气化器且可供来自气化器的合成气流动。该系统还包括增强系统，该增强系统构造成增强封壳和气化器的至少一部分。增强系统可包括一个或更多个增强梁，该一个或更多个增强梁设置在环带内且可联接封壳和气化器。
[0005]在第二实施例中，一种系统包括容器且包括第一区段和第二区段，该容器包括具有第一厚度的第一壁。第一区段与第二区段分开。该系统还包括气化器，该气化器设置在底部区段内且可使燃料气化以生成合成气。气化器由保护隔层包绕，保护隔层包括具有第二厚度的第二壁。该系统还包括一个或更多个喷射器和合成气冷却器，该一个或更多个喷射器沿径向和沿周向围绕容器设置，可将燃料供应至气化器，该合成气冷却器设置在第二区段的环带内，可冷却合成气。环带在第一壁与第二壁之间，且包绕气化器。该系统还包括具有第三厚度的一个或更多个梁，该一个或更多个梁设置在环带内且可联接第一壁和第二壁。
[0006]在第三实施例中，一种方法包括将燃料供应至一体化气化容器，该一体化气化容器包括具有第一区段和双壁环带区段的壳体。双壁环带区段包括一个或更多个增强梁，该一个或更多个增强梁可使壳体与设置在一体化气化容器内的气化器联接。该方法还包括在一体化气化容器的第一级中在气化器中以第一温度使燃料气化，且在第一级下游的一体化气化容器的第二级中将额外的燃料加至气化器，使得第二级内的燃料在第二温度下气化。沿径向且沿周向围绕一体化气化容器的第二级设置的一个或更多个喷射器提供该额外燃料。该方法还包括将一体化气化容器的第三级中的合成气发送至设置在双壁环带区段内的合成气冷却器。发送合成气包括使合成气在双壁环带中沿第二流动方向流动，第二流动方向与气化器中的合成气的第一流动方向大体上相反。该方法还包括分离燃料在一体化气化容器的第一级和第二级内气化期间生成的颗粒，且在一体化气化容器的第四级中在合成气冷却器中冷却合成气。
[0007]技术方案1:一种系统，包括:一体化气化容器，包括:封壳，其包括第一区段和第二区段，构造成包围气化器；一个或更多个喷射器，其沿周向设置在气化器内，其中，一个或更多个喷射器构造成向气化器供应燃料；合成气冷却器，其设置在一体化气化容器的环带内，其中，合成气冷却器包括构造成供冷却剂流动的壳，且合成气冷却器包括多个管，多个管包绕气化器且构造成供来自气化器的合成气流动；和增强系统，其构造成增强封壳和气化器的至少一部分，其中，增强系统包括一个或更多个增强梁，一个或更多个增强梁设置在环带内且构造成联接封壳和气化器。
[0008]技术方案2:根据技术方案I的系统，其特征在于，第一区段和第二区段各自包括构造成将第一区段与第二区段联接的凸缘。
[0009]技术方案3:根据技术方案I的系统，其特征在于，一个或更多个喷射器定位成大体上正交于合成气在气化器内的流动方向。
[0010]技术方案4:根据技术方案I的系统，其特征在于，还包括包绕气化器的保护隔层。
[0011]技术方案5:根据技术方案I的系统，其特征在于，一个或更多个增强梁沿周向设置在环带内且包括第一插入部分和第二插入部分，其中，第一和第二插入部分构造成联接到设置在封壳的内壁上和气化器的外壁上的对应的连接器。
[0012]技术方案6:根据技术方案I的系统，其特征在于，环带设置在封壳的内壁与气化器的外壁之间。
[0013]技术方案7:根据技术方案I的系统，其特征在于，包括保护隔层，保护隔层构造成引导从气化器沿第一流动方向流到合成气冷却器中的合成气，其中，流入合成气冷却器中的合成气沿与第一流动方向大体上相反的第二流动方向流动。
[0014]技术方案8:根据技术方案7的系统，其特征在于，保护隔层包绕气化器的骤冷室。
[0015]技术方案9:根据技术方案I的系统，其特征在于，气化器的第一部分设置在封壳的第一区段内，且气化器的第二部分设置在封壳的第二区段内。
[0016]技术方案10:—种系统，包括:容器，其包括具有第一厚度的第一壁，且包括:第一区段和第二区段，其中，第一区段与第二区段分开；气化器，其设置在第二区段内，且构造成使燃料源气化以生成合成气，其中，气化器由具有第二壁的保护隔层包绕，第二壁具有第二厚度；一个或更多个喷射器，其沿径向且沿周向围绕容器设置，且构造成将燃料供应至气化器；合成气冷却器，其设置在第二区段的环带内且构造成冷却合成气，其中，环带在第一壁与第二壁之间且包绕气化器；和一个或更多个梁，其具有第三厚度，设置在环带内，且构造成联接第一壁和第二壁。
[0017]技术方案11:根据技术方案10的系统，其特征在于，第二壁包括沿容器的周向轴线的一个或更多个开口。
[0018]技术方案12:根据技术方案11的系统，其特征在于，一个或更多个开口构造成允许一个或更多个喷射器插入气化器中。
[0019]技术方案13:根据技术方案10的系统，其特征在于，保护隔层构造成将合成气的第一流动方向弓I导成第二流动方向，其中，第二流动方向与第一流动方向大体上相反。
[0020]技术方案14:根据技术方案10的系统,其特征在于,一个或更多个梁包括第一插入部分和第二插入部分，其中，第一和第二插入部分构造成联接到设置在第一壁和第二壁上的对应的连接器。
[0021]技术方案15:根据技术方案10的系统，其特征在于，包括多个管，多个管设置在环带内且构造成接收流出气化器且流入合成气冷却器中的合成气。
[0022]技术方案16:根据技术方案10的系统，其特征在于，容器具有第四厚度，第四厚度至少为第一厚度、第二厚度和第三厚度之和。
[0023]技术方案17:—种方法，包括:将燃料供应至一体化气化容器，一体化气化容器包括具有第一区段和双壁环带区段的壳体，其中，双壁环带区段包括一个或更多个增强梁，一个或更多个增强梁构造成将壳体与设置在一体化气化容器内的气化器联接；在一体化气化容器的第一级中在气化器中以第一温度使燃料气化；在第一级下游的一体化气化容器的第二级中将额外的燃料加至气化器，使得第二级内的燃料在第二温度下气化，其中，沿径向且沿周向围绕一体化气化容器的第二级设置的一个或更多个喷射器提供额外的燃料；将一体化气化容器的第三级中的合成气发送至设置在双壁环带区段内的合成气冷却器，其中，发送合成气包括使合成气在双壁环带区段中沿第二流动方向流动，第二流动方向与合成气在气化器中的第一流动方向大体相反；分离燃料在一体化气化容器的第一和第二级内气化期间生成的颗粒；并且在一体化气化容器的第四级中在合成气冷却器中冷却合成气。
[0024]技术方案18:根据技术方案17的方法,其特征在于,包括沿与合成气在气化器内的流动方向大体上相反的方向使冷却剂在合成气冷却器内流动。
[0025]技术方案19:根据技术方案17的方法，其特征在于，包括在设置在一体化气化容器的第三级内的骤冷室中使离开气化容器的第二级的合成气骤冷。
[0026]技术方案20:根据技术方案17的方法，其特征在于，一个或更多个增强梁构造成至少以底部区段的双壁环带的内部宽度来增大气化器的壁的至少一部分的厚度。
【附图说明】
[0027]当参照附图来阅读如下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更容易理解，遍及附图，相似标号表示相似的零件，在附图中:
图1为绘出生成和冷却合成气的方法的实施例的框图；
图2为包括气化器和合成气冷却器的一体化气化容器的实施例的截面侧视图；
图3为沿3-3线截取的图2的一体化气化容器的实施例的径向截面视图；
图4为沿4-4线截取的图2的一体化气化容器的实施例的局部截面侧视图；并且图5为图4的一体化气化容器的实施例的径向截面视图的一部分。
【具体实施方式】
[0028]以下将描述本发明的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简要描述，在说明书中可能不描述实际实施方式的所有特征。应当认识到，在任何此种实际实现方式的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须作出许多实现方式特定的决定，以实现开发者的特定目标，如遵循关于系统和关于商业的限制，这可从一个实施方式到另一个而不同。此外，应当认识到，此种开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开内容的普通技术人员来说，仍为设计、构造和制造的常规任务。
[0029]当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”等旨在表示存在一个或更多