用于冷却气化器系统内的合成气的系统及方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题大体上涉及气化系统，并且更具体地涉及用于冷却合成气体或合成气的系统及方法。
【背景技术】
[0002]一些气化系统用于通过使各种烃进料诸如煤与氧和/或蒸汽在气化器中反应来生成一氧化碳(CO)和氢(H2)的气体混合物，即，合成气体或合成体。合成气可在化学应用中处理和利用，或在联合循环发电设备中作为燃料。气化过程可大体在相对高的压力和温度下发生。冷却热合成气可为合乎需要的，例如，以在合成气分送用于在化学应用中或在联合循环发电设备中使用时有助于保持合成气的稳定性。然而，流体(例如，液体和/或气体)与合成气的任何混合可使下游处理或合成气的使用变复杂。
【发明内容】
[0003]在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。
[0004]在一个实施例中，提供了一种用于在气化系统中使用的器皿。器皿包括外壳和定位在外壳内的热交换结构。热交换结构限定中心腔，其构造成接收和引导合成气至沿合成气通路定位在中心腔下游的骤冷部分。通道设置在外壳与热交换结构之间。液体密封件定位在骤冷部分上游，并且液体密封件构造成阻挡从骤冷部分进入通道的合成气和从通道进入骤冷部分的惰性气体中的至少一个的输送。
[0005]在另一个实施例中，提供了一种气化系统。气化系统包括气化器，其构造成产生合成气和颗粒物质，以及合成气冷却器，其与气化器流连通地联接，并且构造成从气化器接收合成气和颗粒物质。合成气冷却器包括外壳和热交换部分，该热交换部分包括定位在外壳的第一区内的热交换结构，其中通道设置在第一区内。合成气冷却器还包括在热交换部分下游设置在第二区中的骤冷部分，其中骤冷部分具有骤冷室，其构造成便于冷却合成气和颗粒物质中的至少一个。液体密封件定位在第一区与第二区之间，并且液体密封件构造成横跨第一区与第二区之间的间隙支承液体，并且液体密封件构造成阻挡合成气输送或扩散到通道中或惰性气体从通道输送或扩散出中的至少一个。
[0006]在另一个实施例中，提供一种操作气化系统的器皿的方法。该方法包括使合成气朝骤冷部分流过器皿的腔并且将惰性气体引导到腔与器皿的外壳之间的通道中。该方法还包括将液体引导到定位在通道与骤冷部分之间的液体密封件的槽中，其中液体密封件构造成阻挡合成气与惰性气体混合。
[0007]技术方案1.一种用于在气化系统内使用的器皿，包括:
夕卜壳;
热交换结构，其定位在所述外壳内，并且限定中心腔，所述中心腔构造成接收和引导合成气至沿合成气通路定位在所述中心腔下游的骤冷部分；
设置在所述外壳与所述热交换结构之间的通道；以及
定位在所述骤冷部分上游的液体密封件，其中所述液体密封件构造成阻挡从所述骤冷部分进入所述通道的所述合成气和从所述通道进入所述骤冷部分的惰性气体中的至少一个的输送。
[0008]技术方案2.根据技术方案I所述的器皿，其特征在于，所述液体密封件包括从所述外壳延伸的第一支承件和从所述热交换结构延伸的第二支承件，并且所述液体密封件构造成横跨所述第一支承件与所述第二支承件之间的间隙保持液体。
[0009]技术方案3.根据技术方案2所述的器皿，其特征在于，所述第一支承件和所述第二支承件沿所述器皿的轴向轴线和沿所述器皿的径向轴线重叠。
[0010]技术方案4.根据技术方案I所述的器皿，其特种在于，所述液体密封件构造成连续地溢出。
[0011]技术方案5.根据技术方案I所述的器皿，其特征在于，所述液体密封件包括构造成支承液体的槽，并且其中所述槽包括具有构造成将所述液体从所述槽排出的一个或更多个孔的排出件。
[0012]技术方案6.根据技术方案I所述的器皿，其特征在于，入口联接于沿惰性气体通路的所述通道的上游部分，并且出口联接于沿所述惰性气体通路的所述通道的下游部分，所述入口构造成提供惰性气体到所述通道中，并且所述出口构造成使所述惰性气体能够从所述通道移出。
[0013]技术方案7.根据技术方案6所述的器皿，其特征在于，所述器皿包括联接于所述出口的阀，以及控制器，其构造成控制所述阀来基于横跨所述密封件的压差或水平差中的至少一个来调整所述惰性气体通过所述出口流出所述通道。
[0014]技术方案8.根据技术方案I所述的器皿，其特征在于，所述器皿包括构造成将冷却液体提供至所述热交换结构的一个或更多个导管，其中所述一个或更多个导管定位在所述通道外。
[0015]技术方案9.根据技术方案I所述的器皿，其特征在于，所述器皿为合成气冷却器。
[0016]技术方案10.根据技术方案I所述的器皿，其特征在于，所述器皿为气化器。
[0017]技术方案11.一种气化系统，包括:
构造成产生合成气和颗粒物质的气化器；以及
与所述气化器流连通地联接并且构造成从所述气化器接收所述合成气和所述颗粒物质的合成气冷却器，所述合成气冷却器包括:
夕卜壳;
包括定位在所述外壳的第一区内的热交换结构的热交换部分，其中通道设置在所述第一区内；
在所述热交换部分下游设置在第二区中的骤冷部分，其中所述骤冷部分具有构造成便于冷却所述合成气和所述颗粒物质中的至少一个的骤冷室；以及
定位在所述第一区与所述第二区之间的液体密封件，其中所述液体密封件构造成横跨所述第一区与所述第二区之间的间隙支承液体，并且所述液体密封件构造成阻挡所述合成气输送或扩散到所述通道中或惰性气体从所述通道输送或扩散出中的至少一个。
[0018]技术方案12.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括惰性气体入口，其构造成提供所述惰性气体到所述通道中，以及惰性气体出口，其构造成使所述惰性气体能够从所述通道流出，其中所述惰性气体出口位于所述惰性气体入口下游。
[0019]技术方案13.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述系统包括一个或更多个传感器，其构造成监测所述通道内的第一压力、所述骤冷部分和穿过所述热交换结构的合成气通路中的至少一个内的第二压力、所述液体密封件内的所述液体的水平，或所述通道或所述惰性气体出口中的至少一个内的所述惰性气体的成分。
[0020]技术方案14.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，所述系统包括构造成使惰性气体能够流入所述通道中的惰性气体入口和构造成使所述惰性气体能够从所述通道流出的惰性气体出口，其中所述惰性气体流入或流出所述通道由控制器基于横跨所述密封件的压差、横跨所述密封件的水平差，或所述通道或所述惰性气体出口中的至少一个内的所述惰性气体的成分中的至少一个来控制。
[0021]技术方案15.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述液体密封件包括构造成以所述液体连续地溢出的槽。
[0022]技术方案16.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，所述液体密封件构造成在横跨所述液体密封件的压差超过预定阈值时，使所述合成气能够移入所述通道或所述惰性气体能够移出所述通道。
[0023]技术方案17.—种操作气化系统的器皿的方法，包括:
使合成气朝骤冷部分流过所述器皿的腔；
将惰性气体引导到所述腔与所述器皿的外壳之间的通道中；以及将液体引导到定位在所述通道与所述骤冷部分之间的液体密封件的槽中，其中所述液体密封件构造成阻挡所述合成气与所述惰性气体混合。
[0024]技术方案18.根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述方法包括监测横跨所述液体密封件的压差、横跨所述液体密封件的水平差，或所述通道和惰性气体出口中的至少一个中的所述惰性气体的成分中的至少一个。
[0025]技术方案19.根据技术方案18所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用控制器来基于所述压差、所述水平差或所述成分中的至少一个来控制所述惰性气体流入或流出所述通道。
[0026]技术方案20.根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述液体从所述液体密封件的槽溢出。
[0027]技术方案21.根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过所述液体密封件的槽内的一个或更多个孔排出所述液体中的至少一些。
[0028]技术方案22.根据技术方案17所述的方法,其特征在于,所述器皿为合成气冷却器。
[0029]技术方案23.根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述器皿为气化器。
【附图说明】
[0030]本发明的这些及其它特征、方面和优点将在参照附图阅读以下详细描述时变得更好理解，其中相似的标记遍及附图代表相似的部件，其中:
图1为气化器系统的部分的实施例的示意性框图；
图2为合成气冷却器的实施例的截面视图；
图3为在线3-3内截取的图2的合成气冷却器的部分的实施例的截面视图；
图4为可在线4-4内截取的图3的合成气冷却器中利用的密封件的实施例的局部截面视图；
图5为可用于合成气冷却器中的密封件的实施例的局部截面视图；
图6为可用于合成气冷却器中的密封件的实施例的局部截面视图；
图7为可用于合成气冷却器中的密封件的实施例的局部截面视图；
图8为可用于合成气冷却器中的密封件的实施例的局部截面视图；并且图9为包括密封件的气化器的实施例的局部截面视图。
【具体实施方式】
[0031]将在下面描述本申请的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可不在说明书中描述实际实施的所有特征。应当认识到，在任何这种实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定实施决定以实现开发者的特定目的，诸如符合系统相关且商业相关的约束，这可从一个实施变化到另一个实施。此外，应当认识到，这种开发努力可为复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的技术人员而言，仍将是设计、制作和制造的日常工作。
[0032]当介绍本申请的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在元件中的一个或更多个。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。
[0033]根据本公开的气化器系统(例如，气化系统)可包括