专利名称：使向产生合成气体的气化器中的燃料输送均匀化的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对利用密相流输送气动输送进入用于产生合成气体的气化器的固态燃料进行均勻化及调节的方法。
背景技术：
例如在DE 102005 47 583 A中记载了在气流床气化器中燃料粉尘的有调节的输送。这里已知，燃料以安装在竖直的气化器壁中并基本上水平定向的燃烧器中反应转化，其中由精细粉碎的或粉尘状的(< 0. 5mm)燃料颗粒构成的燃料，例如煤、石油焦、生物废弃物和其它燃料，在提高的压力下在高于溶渣熔点的温度下与含氧的气化剂反应。由WO 2006/015702 Al已知一种用于按密相流输送气动输送散料的方法及设备。在实施高压气化时，含碳的燃料会与含氧的气体发生反应，其中含氧的气体以化学计量不足的比例输入，因此获得了含氢和一氧化碳的产物气体。为了实现高的燃料转化率及高效率，应将燃料-氧气比例限制在一很窄的范围。在高压气化中通常使用具有同轴通道的燃烧器，其中输入的介质的混合不是在燃烧器中，而是首先在气化器中进行。例如在EP 0 437698 Al有详细描述了在高压气化设备中所使用的燃烧器的一个实例。燃烧器的燃料供应通常是从压力略高于气化器压力的接收容器按密相流输送进行。这里将这样的气动输送称为密相流输送，其中载体气体不是以单个颗粒的形式输送燃料颗粒，而是以高密度的填料或塞子的形式进行输送，所述填料或塞子充满整个管横截面。密相流输送的速度通常是4m/s至6m/s，其中气流高的固体含量仍然能实现高输送量。密相流输送是特别保护材料的，且特别是对于粘性或潮湿的输送物料不易发生故障。气化的质量主要是通过向燃烧器的煤供应的均勻性影响。在较长时间间隔上的变动(例如通过有意的调节介入或改变所使用的煤等)利用测量技术进行检测和予以考虑， 而对输送质量非常短时间的波动(输送密度及输送速度)不能进行补偿。由于密相流输送在广义上涉及流化的气体/固体混合物，密度及速度会出现对于涡流层常见的波动。这种波动只能通过间接的措施，例如进入输送管的输送系统的设计进行控制。此外还已知，在输送管的较长水平部段中会出现固体的沉积现象，其通常通过附加的气体供应而最小化。当管道重新向上分布时，可以实现进一步的均勻化。由于空间需求及设备特有的设置方式，经由输送管对燃烧器进行供应的接收容器通常位于设备机架的“下方”，而燃烧器由于气化器的竖直结构形式明显地位于较高的水平。将接收容器设置在“下方”有利于成本，尤其是当必需的进入接收容器的燃料过闸基于重力流且因此必须设置在接收容器的上方时。目前为止，输送管道通向燃烧器的管道分布是从“下”向“上”朝燃烧器平面实现的，并且在这里大多水平地通向燃烧器的连接管接头，煤从这里进入燃烧器。
发明内容
本发明的目的是，这样设计前面所述的方法，使得能够明显均勻化地向燃烧器供应煤，其中使短时间的波动最小化并由此改善气化质量，并将对供应给燃烧器的煤量的调节设计得更为有效。根据本发明，利用开头所述类型的方法这样来实现所述目的，首先将细颗粒至粉尘状的燃料从定位在燃烧器平面下方的接收容器输送到一个高于燃烧器平面的水平，然后在向下朝燃烧器定向的管道中使所述燃料均勻化。已经证明，通过按本发明的方法方案实现的在密相流中输送的燃料/气体混合物的均勻性明显优于例如通过水平延伸的管道进行的输送。通过在燃烧器前面的下降管中的均勻化，燃料颗粒由于地心引力而加速，其中在下降的过程中用燃料填充混合物中可能有的气泡。各实施方式由各从属权利要求得到。由此可以设定，在向下定向的管道中进行所述均勻化，该管道的长度至少是管道直径的5倍。已证实适宜的是，燃料在一由一弯管导出的下降管中均勻化，其中该下降管与竖直线成<20°的角度、优选成0°地定向。根据使用的材料，下降管相对于竖直线的可调整范围也可选择成不同于这里要求保护的情况，重要的是在下降管中实现均勻化。根据本发明的另一个适宜实施方式在于，为了调节燃料流量，向燃料流供应气体， 其中在此前不久或在燃烧器中进行混合。通过向用密相流输送的燃料流中添加辅助气体导致稀释，即输送密度降低。尽管经稀释的燃料的速度会提高，但是密度变小的影响更大，因此流量会变小。实例利用密相流输送将具有的密度为400kg/m3和速度为5m/s的燃料以10kg/S通过燃烧器输送到气化器中。摩擦及向上的输送在管道内形成IOOkPa的压力损失。在燃烧器内由于摩擦及悬浮物的进一步加速形成20kPa的压力损失。为了降低流量，在燃烧器之前直接将辅助气体输入燃料管道，由此体积流接近翻倍。在燃烧器的燃料通道内的压力损失也因此翻倍。由于燃料通道只有an长，因此在0.2秒后就已被经稀释的燃料充满。这段短时间后燃料流量已经变小。这个实例显示，可以非常快速的调整燃料流量。调节范围受到所需的气体量及在燃烧器内因腐蚀而有限制的燃料流速的限制。利用这种方法在常见的应用场合可以使燃料流量改变+/-10%。
以下根据附图举例对本发明进行详细说明。图1示出示意性的设备线路图。图2放大示出没有详细示出的燃烧器在示意性示出的气化器壁内的区域的局部。
具体实施例方式图1示出从接收容器1到气化器3的燃烧器^、4b的密相流输送加和2b。接收容器的出口低于燃烧器，从而燃料应被水平和向上输送。但是为了实现均勻的燃料悬浮，首先要将燃料引导到燃烧器平面以上，然后在转向后在一例如: !长的下降管中均勻化。管道燃烧器之前不远处转向，以便将燃料水平地输入燃烧器和将辅助气体IlaUlb输入管道。 同样向燃烧器输入含氧的气体feJb和减速气体/缓和气体(Moderationsgas)6a、6b，利用所述气体控制气化参数。辅助气体IlaUlb可选地可以直接导入燃烧器或燃烧器的燃料通道。图2示出所述方法的一个可选实施方式。密相流输送2在一弯管内被导入竖直的下降管。在竖直定向的燃烧器管接头12之前，将辅助气体11或减速气体6，例如(X)2的一部分输入气体导入装置10，以降低输送密度及燃料流。
权利要求
1.一种对用密相流输送气动输送的、进入用于产生合成气体的气化器中的固态燃料进行均勻化和调节的方法，其特征为首先将细颗粒至粉尘状的燃料从定位在燃烧器平面下方的接收容器输送到一个高于燃烧器平面的水平，然后在向下朝燃烧器定向的管道中使所述燃料均勻化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征为在向下定向的管道中进行所述均勻化，该管道的长度至少是管道直径的5倍。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征为燃料在一由一弯管导出的下降管中均勻化，其中该下降管与竖直线成<20°的角度、优选成0°地定向。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征为为了调节燃料流量，向燃料流供应气体，其中在此前不久或在燃烧器中进行混合。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征为特别是为了气化器中的温度调节，将气化器中加入的气体的至少一部分(减速气体)导入所输送的燃料。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征为加入附加的气体，如氮气、二氧化碳、蒸汽、其它惰性气体或以上气体的混合物。
7.如权利要求6所述的方法，其特征为经由管接头紧邻燃烧器附近导入所述附加的气体。
8.一种对用密相流输送气动输送的、进入用于产生合成气体的气化器(3)中的固态燃料进行均勻化和调节的设备，特别是用于实施如前述权利要求中任一项所述的方法的设备，其特征为设有从接收容器(1)到气化器(3)的燃烧器G，4a，4b)的密相流输送管(2， 加，2b)，其中密相流输送管O)的在相应的燃烧器(4)前面的端部区域竖直定位。
9.如权利要求8所述的设备，其特征为竖直的密相流管段的长度至少是密相流管直径的5倍。
全文摘要
本发明涉及一种对用密相流输送气动输送的、进入用于产生合成气体的气化器中的固态燃料进行均匀化和调节的方法及设备，所述方法和设备设计成，使得能够明显均匀化地向燃烧器供应煤，其中使短时间的波动最小化并改善气化质量，并将对供应给燃烧器的煤量的调节设计得更为有效。这是这样来实现的，即，将细颗粒至粉尘状的燃料从定位在燃烧器平面下方的接收容器(1)输送到一个高于燃烧器平面的水平，然后在向下朝燃烧器(4a、4b)定向的管道中使所述燃料均匀化。
文档编号F23D1/00GK102257322SQ200980150458
公开日2011年11月23日 申请日期2009年11月20日 优先权日2008年12月17日
发明者J·科沃尔, S·哈梅尔 申请人:犹德有限公司