流化床气化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流化床气化炉，特别是高温温克勒(Winkler)气化炉，其具有被分配给该气化炉头部的旋风分离器或离心分离器并且具有从旋风分离器进入该气化炉下部区域的固体回流管道。
【背景技术】
[0002]这种高温温克勒气化炉是已知的，在这方面可参考例如为EP O 264 810或DE2009 000 287 或 W02009/145724。
[0003]在所述类型的气化炉的情况下，为了通过含碳材料(例如煤、生物质、含塑料的废料或类似物)的转化产生合成气或燃烧气，流化床在下部区域中被设置，并且与粗气体一起排出灰尘中的至少一部分在旋风分离器中被分离出来并返回到气化炉(DE 44 13 923Al)。为了这个目的，在用于灰尘提取的下部漏斗区域中，加热燃烧器被提供，其使气化炉的耐火衬里升温至所需的温度。衬里所储存的热可以使流化床材料(木炭、平炉焦炭)被点燃，并且因此能够启用的该工艺流程。
[0004]解决方案是存在的，其中所述加热燃烧器在加热过程后被再次拆卸。所产生的开口借助于盲盖装置被封闭，其中防止任何逆流(backflows)是必要的，使得相当大的安全预防措施必须被采取。
【发明内容】
[0005]在来自本申请人的专利申请中，其不构成现有出版物，其提供了，为避免(安全预防措施)这样的花费，加热燃烧器被设置在气化炉的头部区域中，该加热燃烧器可以在整个运行期间停留在那里。
[0006]同样的，本发明的一个目的是消除上述缺点，也就是说，无需拆卸加热燃烧器。
[0007]在在引言中指定的该类型的流化床气化炉的情况下，所述目的根据本发明被实现，特别是在气化炉的下部区域中，设置有具有金属或陶瓷蜂窝结构的面加热燃烧器。
[0008]本发明使得用于加热所需要的温度得以实现，以及使得燃烧器永久停留在气化炉的低灰份提取区域成为可能。
[0009]本发明的细化呈现在从属权利要求中。在此，其可以被设置该面加热燃烧器形成所述气化炉的灰提取漏斗的一部分。在流化床气化炉下部中的加热燃烧器的定位产生该额外的优点，借助于燃烧器所要求的净化气体工艺(scavenging processes),以协助定位在该区域中的喷嘴平面的流化床功能，这例如导致流化床的均匀化。
[0010]在此，在一个改进实施例中，本发明还提供了面加热燃烧器被定位在气化炉的圆柱形区域的更高处。在这种情况下，燃烧器可以被定位在后气化区，使得需要的净化气体较少，因为固体部分在低处。
[0011]加热燃烧器可以有利地由高温钢组成的金属织物构成，或者正如同样在本发明的改进实施例中提供的具有蜂窝结构的陶瓷。
[0012]该高温钢可以是例如铁-铬-铝系合金，其呈现出高耐腐蚀性和高耐高温性。电阻特性由表面上存在的氧化物层特别是通过氧化铝(A1203)而被改善，其中所述氧化物层由于铝到A1203的氧化而自发地在表面形成。这里，优选在1000°C至1200°C之间的温度进行该预氧化。
[0013]根据本发明的燃烧器的进一步改进实施例可以包括，为了形成燃烧器，使用金属氧化物，如在上面已经提到的A1203，或者CaO、CeO、Cr203、Fe203、Hf02、Mg0、Si02、Zr02作为单一组分或其混合物，非金属氧化物，例如BN、BC、MoSi2或SiN作为单一组分或其混合物，或者基于Fe-Cr-Al具有钪、钇、钛、锆、铪、钒、铌、钽和镧系元素的添加剂的金属。
[0014]如上已经描述的，由于燃烧器在整个运行期间都停留在气化炉下部区域的适当位置上，根据本发明，所述燃烧器被配备有不仅用于(输送)燃料也用于净化气体的进料管道。借助于该净化气体，它在气化炉的正常运行过程中例如可以通过净化气体堵塞待阻止的燃烧器的蜂窝结构。根据本发明的燃烧器在加热过程中被装入燃料并且在运行期间被提供净化气体。
[0015]根据本发明，该燃烧器例如可以是以矩形或梯形表面元件的形式以安装在反应器的漏斗壁中，当然并非将本发明限制于这种特定的形式。
[0016]作为燃料，可以采用的气体燃料，燃烧介质可以是空气、氧气和调节剂气体(C02、N2)，其中，作为净化气体媒体，可以提供例如C02、N2、合成气或烟道气。燃烧器可能发生化学计量或亚化学计量(的燃烧)。
【附图说明】
[0017]本发明通过示例、在附图的基础上将在下面更详细地解释，其中:
[0018]图1示出了高温温克勒气化炉剖面的简化视图，以及
[0019]图2显示了该简化视图中具有加热燃烧器的灰尘漏斗的放大细节。
【具体实施方式】
[0020]由I总体表示的高温温克勒气化炉是由由耐火砌筑组成的气化炉体2形成的，所述气化炉体被提供在重力方向上的底部并且具有圆锥形流出区2a。在头部区域2b提供了到旋风分离器4的进料管道3，其中所述旋风分离器4经由回流管5将分离出来的固体颗粒导入到气化炉2的下部区域2a。用于引入气化组分的和用于出口到流化床的进料管道仅仅在图1中被示出并且被标注为标记6至8。
[0021 ] 根据本发明的加热燃烧器9定位在低灰份提取区域中，即在锥形区域2a中，其中，所述区域以放大但同样是简化的方式被示出在图2中。
[0022]在加热燃烧器9在其表面上具有蜂窝结构10，燃烧气体，或者取决于操作，净化气体流、所述燃烧气体和清理气体经由导管11被馈送通过该蜂窝结构到面燃烧器。所述蜂窝结构可以例如被以金属织物的形式提供，该金属织物是由高温钢或其它由具有相应蜂窝结构的陶瓷形成的。
[0023]该面燃烧器可以是矩形的或梯形的，但是本发明并未只限于这些特定的配置。
[0024]图1还表示了该燃烧器9a也可以被定位在气化炉体2的圆柱形部分的较高处，正如以上所进一步描述的。
[0025]所描述的示例性实施例不言而喻也可以在不脱离本发明的基本构思进行许多方面的修改。因此，尤其是这类燃烧器的位置可以被调整以适应于相应的需求，相应燃烧器的分布和数量也可以变化等。
[0026]附图标记说明
[0027]I 高温温克勒气化炉
[0028]2 气化炉体
[0029]2a 锥形流出区域
[0030]2b 头部区域
[0031]2c 灰尘提取漏斗
[0032]3、6、7、8 进料管道
[0033]4 旋风分离器
[0034]5 回流管道
[0035]9、9a 加热燃烧器
[0036]10 蜂窝结构
[0037]11 管道
【主权项】
1.一种流化床气化炉，特别是高温温克勒气化炉，具有被分配给气化炉头部的旋风分离器或离心分离器并且具有从该旋风分离器进入气化炉的下部区域的固体回流管道，其特征在于，尤其是在该气化炉的下部区域(2a)中，设置有具有金属或陶瓷蜂窝结构(10)的面加热燃烧器(9)。2.根据权利要求1所述的流化床气化炉，其特征在于，该面加热燃烧器(9)形成所述气化炉的灰尘提取漏斗部(2c)的一部分。3.根据权利要求1或2所述的流化床气化炉，其特征在于，该面加热燃烧器(9)被定位在气化炉的圆柱形区域中的较高处。4.根据权利要求2所述的流化床气化炉，其特征在于，该面加热燃烧器(9)是由由高温钢构成的金属织物形成的。5.根据权利要求1或2所述的流化床气化炉，其特征在于，所述加热燃烧器(9)由具有蜂窝结构的陶瓷形成的。6.根据前述权利要求中任意一项所述的流化床气化炉，其特征在于，为了形成该燃烧器(9)，使用金属氧化物，例如 A1203、CaO、CeO、Cr203、Fe203、Hf02、Mg0、Si02、Zr02 作为单一组分或其混合物，非金属氧化物，例如BN、BC、MoSi2或SiN作为单一组分或其混合物，或者具有添加剂钪、钇、钛、锆、铪、钒、铌、钽和镧系元素的基于Fe-Cr-Al的金属。7.根据前述权利要求中任意一项所述的流化床气化炉，其特征在于，该面加热燃烧器(9)设置有用于燃料和/或净化气体的进料管道(11)。8.根据前述权利要求中任意一项所述的流化床气化炉，其特征在于，所述加热燃烧器(9)是以矩形或梯形表面元件的形式安装在反应器(I)的漏斗壁中。
【专利摘要】本发明涉及一种流化床气化器，特别是高温温克勒气化器，具有分配给该气化器头部的旋风分离器或离心分离器，并且具有从旋风分离器进入气化器下部区域的固体回流管道，其目的是避免已知的缺点，即无需移除加热燃烧器。这通过平坦加热燃烧器(9)被设置特别是被设置在该气化炉的下部区域(2a)中得以实现，其具有金属或陶瓷蜂窝结构(10)。
【IPC分类】F23D14/12, F23D14/14, C10J3/56, C10J3/72
【公开号】CN105102591
【申请号】CN201480020702
【发明人】拉尔夫·亚伯拉罕, 多布林·托波罗夫, 托马斯·沃尔那, 多梅尼科·帕沃内
【申请人】蒂森克虏伯工业解决方案股份公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年2月7日
【公告号】DE102013101368A1, EP2956529A1, WO2014124875A1