用于加熱高溫溫克勒氣化爐的方法
【專利說明】用于加熱高溫溫克勒氣化爐的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種在氣化爐啟動時用于加熱高溫溫克勒氣化爐的方法，所述氣化爐使用用于加熱目的的至少一個燃燒器，其中，所述氣化爐的頭部被分配有具有回流管道的旋風分離器，該回流管道用于回流在該旋風分離器里被分離出來的顆粒到該氣化爐的下部區(qū)域里的流化床內(nèi)，并且涉及相應配置的高溫溫克勒氣化爐。
[0002]對于所述類型的氣化爐的運行，該系統(tǒng)包括最初必須被加熱的氣化爐/旋風分離器/回流導管。在這種情況下，耐火砌體(masonry)被加熱到對應于允許的溫度梯度的運行溫度，其中被引入到該砌體內(nèi)的所儲存的熱量用于使流化床材料到點火工藝所需的溫度。由實踐中運行的工廠，這是已知的，例如對于被用于加熱目的的、具有相同設計的三個氣體燃燒器，每一個具有0.7兆瓦的功率，所述氣體燃燒器被裝配在氣化爐的下部區(qū)域以用于加熱目的。在此，這是必要的，即當氣化爐處于關機狀態(tài)時氣體燃燒器被安裝，并且在加熱工藝完成之后且在氣化爐實際啟動之前被再次拆卸下來，其中所需的氣化爐連接器必須在啟動前被關閉。
[0003]該流程的具體缺點是氣化爐一旦被充分加熱，就不能立即被點燃，使得在該燃燒器的拆卸期間，這需要例如至少一小時，會產(chǎn)生相當大的熱量損失。此外，在拆卸過程中所涉及的人員被暴露于相應水平的熱量下，使得必須為該類人員提供防護裝置。
[0004]因為追求在高產(chǎn)能下運行工廠，例如為了實現(xiàn)礦物煤160噸/小時的吞吐量，3.5到4米的氣化爐直徑，具有大約30米高度的氣化爐是必要的。所述類型的氣化爐將需要至少四個加熱燃燒器，這些理論上需要的四個加熱燃燒器將必須被安裝在氣化爐的錐體里，然而這樣的要求在實踐中能以得到滿足。
[0005]EP O 500 517 Al已經(jīng)描述了設置運行用于生產(chǎn)粗鐵的工廠的方法，其中，在所述方法中，情況類似，該工廠的部分被預熱。
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種方法，通過該方法，高溫溫克勒氣化爐(HTW，high-temperature Winkler gasifier)的加熱得以簡化并且基本上獨立于氣化爐的結構尺寸。
[0007]采用在引言中提到的該類型的方法，根據(jù)本發(fā)明的所述目的得以實現(xiàn)，其使用被安裝在氣化爐的頭部區(qū)域里并且向下作用到氣化爐的內(nèi)部的至少一個燃燒器，其中，氣體流被產(chǎn)生以反向方向通過所述旋風分離器的回流管道。
[0008]采用這種方法進行實施，即通過使用在氣化爐頭部的燃燒器以及運行期間在氣化爐里占主導地位的流體條件的扭轉，氣化爐的最佳加熱通過相對簡單的裝置得以實現(xiàn)，其中，僅用于加熱工藝的安裝和拆卸燃燒器的要求被消除。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的該方法實施的改進將由從屬權利要求呈現(xiàn)。在此，其可以提供該燃燒器按化學計量或亞化學計量進行操作。
[0010]進一步的改進在于，在燃燒器的亞化學計量運行過程中，氣化爐的下部區(qū)域所需的燃燒空氣通過不同的噴嘴面被額外地噴射提供。
[0011]此方法實施利用了該事實，即各種噴嘴面在任何情況下被設置在氣化爐里，其中，噴嘴面在氣化爐的正常運行期間執(zhí)行不同的功能，在這種情況下，其可以被用于引入所需的燃燒空氣。
[0012]本發(fā)明進一步的改進包括翼片(flap)在溫度調節(jié)方式下被運行在從氣化爐到旋風分離器的進料管里，也就是說，特定地，在啟動過程中，到旋風分離器的進料導管可以被關閉，以使有可能實現(xiàn)相應反向流動。
[0013]在進一步的改進中，關于該方法可以提供的是，在達到氣化爐所需的啟動溫度時，被設置在氣化爐頭部里的一個或多個燃燒器被縮回到顆粒濃度相對較低的區(qū)域內(nèi)。
[0014]其也可以提供燃燒器被設置有用于防止顆粒熔化相形成的冷卻劑，或者借助于被直接引導通過燃燒器頭部的冷卻劑或者實施間接冷卻。
[0015]為了實現(xiàn)在引言中所提到的目的，本發(fā)明還提供了一種具有旋風分離器或者離心分離器的高溫溫克勒氣化爐，該分離器被分配到氣化爐的頭部并且具有從旋風分離器進入氣化爐下部區(qū)域的固體回流導管，所述高溫溫克勒氣化爐的特征在于，在該氣化爐的頭部，提供有作用到氣化爐內(nèi)部的至少一個燃燒器。
[0016]如上所述，在啟動期間旋風分離器被功能性地從氣化爐頭部分離是有利的。為了這個目的，本發(fā)明提供了關斷翼片或節(jié)流閥翼片被設置在氣化爐頭部與旋風分離器之間的連接導管里。
[0017]尚未公布的本申請人的申請DE 10 2012 004 590介紹了描述在氣化爐頭部與旋風分離器之間的連接管道中的氣流的解決方案。
[0018]在此，在一改進中，在氣化爐運行期間出于定位燃燒器到顆粒濃度相對較低的區(qū)域內(nèi)的目的，其提供了燃燒器是可軸向移動的。在此，出于防止顆粒熔化相的形成的的目，冷卻劑被引導通過燃燒器也可以是方便的。
[0019]本發(fā)明不局限于特定的燃料類型。啟動過程所需的一個或多個燃燒器采用氣體、液體或固體燃料是可運行的，僅舉幾個例子例如天然氣，或油或與相應的碳質粉末材料。
[0020]本發(fā)明將通過示例并參考附圖在后進行更詳細的描述，其在單個圖中顯示了高溫溫克勒氣化爐的示意性截面圖。
[0021]在該單幅圖中，由I總體標示的高溫氣化爐以截面且簡化的方式被示出。由耐火砌件構成且2標示的氣化爐身在下部圓錐形區(qū)域2a里具有形成流化床所需的裝置。在頭部區(qū)域2b，并定位了旋風分離器3，其在運行期間被設置得高于可以由封閉翼片4控制的進料導管5，其中被分離出的固體經(jīng)由回流導管6被供給位于氣化爐的區(qū)域2a里的下部流化床。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，出于啟動目的，高溫溫克勒氣化爐在被標示為2b的頭部里被配備有至少一個加熱的燃燒器7，其中，通過未以任何更加詳細的方式示出的相應裝置并且按照雙箭頭8，所述燃燒器7可以被移動到氣化爐室內(nèi)并且在正常運行期間從所述氣化爐室里縮回來到這種程度，即燃燒器噴嘴不暴露于污垢或添加劑。在啟動期間，熱的燃燒產(chǎn)物按照箭頭9被引導通過反應器。在所需的啟動溫度達到之后，氣體流基本上在相反方向上運行，這是當開始時并且高溫翼片4打開時的情形。
[0023]為了使額外地影響流化床和氣化爐里的反應成為可能，空氣入口噴嘴被設置在錐形區(qū)域2a以及流化床的過渡區(qū)域里，所述噴嘴由10標示。
[0024]在頭部區(qū)域中，箭頭11表示燃料的供給，而箭頭12指示空氣的供給。
[0025]本發(fā)明的示例性實施例不言而喻地也可以在各種方面進行修改而不脫離其基本概念。例如，如上已經(jīng)進一步指出的，提供多于一個的燃燒器是可能的，并且如何合適的話，燃燒器的移除或縮回也可以水平而非縱向地進行，等。
[0026]名稱列表
[0027]I 高溫溫克勒氣化爐
[0028]2 砌體
[0029]2a 下部錐形區(qū)域
[0030]2b 頭部區(qū)域
[0031]3 旋風分離器
[0032]4 封閉翼片
[0033]5 進料導管
[0034]6 回流導管
[0035]7 頭部加熱燃燒器
[0036]8 雙箭頭
[0037]9 箭頭
[0038]10 噴嘴
[0039]11 箭頭
[0040]12 箭頭。
【主權項】
1.一種在氣化爐啟動過程中用于加熱高溫溫克勒氣化爐的方法，該氣化爐具有用于加熱目的的至少一個燃燒器，其中，所述氣化爐頭部被分配有具有回流導管的旋風分離器，所述回流導管將旋風分離器中分離出來的顆?；亓鞯剿鰵饣癄t的下部區(qū)域里的流化床內(nèi)，其特征在于，使用了被安裝在所述氣化爐的頭部區(qū)域里并且向下作用到氣化爐內(nèi)部的至少一個燃燒器，其中，氣體流在反向方向上被產(chǎn)生通過所述旋風分離器的回流導管。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃燒器按化學計量或者亞化學計量地運行。3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述燃燒器亞化學計量地運行過程中，所述氣化爐的下部區(qū)域所需的燃燒空氣通過不同的噴嘴面被額外地噴射提供。4.根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，翼片以溫度被調節(jié)的方式運行在從所述氣化爐到旋風分離器的進料導管里。5.根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，在達到所述氣化爐所需的啟動溫度時，設置在所述氣化爐頭部中的一個或多個燃燒器被縮回到顆粒濃度相對較低的區(qū)域內(nèi)。6.根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，所述燃燒器被提供有用于防止顆粒熔化相形成的冷卻劑。7.—種具有旋風分離器(3)或離心分離器的高溫溫克勒氣化爐(I)，所述分離器被分配到氣化爐頭部(2b)并且具有從所述旋風分離器(3)進入所述氣化爐的下部區(qū)域(2a)內(nèi)的固體回流導管(6)，其特征在于，在所述氣化爐頭部(2b)中，提供了作用到所述氣化爐內(nèi)部的至少一個燃燒器(7)。8.根據(jù)權利要求7所述的高溫溫克勒氣化爐，其特征在于，封閉翼片(4)或者節(jié)流閥翼片(4)被設置在所述氣化爐頭部(2b)與旋風分離器(3)之間的連接管(5)中。9.根據(jù)權利要求7或8所述的高溫溫克勒氣化爐，其特征在于，出于在所述氣化爐運行期間將所述所述燃燒器(7)定位在顆粒濃度相對低的區(qū)域內(nèi)的目的，所述燃燒器是可軸向移動的(8) ο10.根據(jù)權利要求7或隨后的權利要求中的任意一項所述的高溫溫克勒氣化爐，其特征在于，所述冷卻劑可以被引導通過用于防止顆粒熔化相形成之目的的所述燃燒器(7)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及在啟動氣化爐時使用用于加熱的至少一個燃燒器的用于加熱高溫溫克勒氣化爐的方法，其中，具有回流管線的旋風分離器與所述氣化爐頭部相關聯(lián)，該回流管線用于將旋風分離器中沉積的顆?；亓鞯搅骰驳南虏繀^(qū)域里。該方法簡化了高溫溫克勒氣化爐(HTW)的加熱并且基本上與氣化爐的總尺寸無關。這是通過使用被安裝在氣化爐頭部區(qū)域中且向下作用到氣化爐內(nèi)部的至少一個燃燒器來實現(xiàn)的，其中，氣體流在反向方向上被產(chǎn)生通過所述旋風分離器的回流管線。
【IPC分類】C10J3/72, C10J3/56
【公開號】CN104981535
【申請?zhí)枴緾N201380072604
【發(fā)明人】D·帕沃內(nèi), D·托波洛夫, R·亞伯拉罕
【申請人】蒂森克虜伯工業(yè)解決方案股份公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2013年11月29日
【公告號】CA2894573A1, DE102012112182A1, EP2931850A1, US20150322356, WO2014090599A1