專利名稱：含碳材料的氣化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含碳材料的氣化。具體而言，本發(fā)明涉及加壓氣化器的操作方法、使用水蒸汽和氧氣的加壓氣化器的改進(jìn)方法、根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的氣化器的操作方法以及加壓氣 4^ 1 O背景技術(shù)
本領(lǐng)域已知多種加壓氣化器，并且認(rèn)識(shí)到對(duì)于加壓氣化器，較高的操作氣化壓力一般會(huì)增加氣化器的產(chǎn)能。加壓氣化器通常使用氣化劑，包括氧氣和高壓水蒸汽(往往是來自蒸氣匯集器的高壓水蒸汽和氣化器本身的夾套內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽)的混合物。通常，高壓水蒸汽在高于氧氣壓力的水蒸汽壓力下可利用，因此氣化劑壓力的限值是在氣化界區(qū) (battery limit)可利用的氧氣壓力。對(duì)于某些種類的氣化器如固定床干底氣化器，水蒸汽的質(zhì)量流量顯著高于氣化器的氧氣質(zhì)量流量。
常規(guī)地，通過控制水蒸汽和氧氣至共同混合處的流動(dòng)來混合氧氣和水蒸汽。當(dāng)如通常情況那樣水蒸汽在明顯高于氧氣壓力的壓力下可利用時(shí)，必須通過閥使水蒸汽高壓降下，并且水蒸汽中的多余能量并不用于作功。
在現(xiàn)代空氣分離裝置中，氧氣作為液體在工藝流程的某處產(chǎn)生，在此該液態(tài)氧被泵送以實(shí)現(xiàn)期望的壓力增加。高壓液態(tài)氧與相對(duì)熱的工藝或?qū)嵱盟羝麩峤粨Q，以使液態(tài)氧蒸發(fā)并送至空氣分離裝置的界區(qū)作為高壓氣態(tài)產(chǎn)物。從空氣中分離氧和將高壓氧供應(yīng)到氣化工藝都需要大的壓縮和泵送功率。如果所需的氧氣輸送壓力可以降低，則因此能夠?qū)崿F(xiàn)空氣分離單元或裝置的節(jié)能。
簡言之，在許多集成的煤至液的設(shè)施中，水蒸汽和氧氣壓力不匹配，其中水蒸汽壓力明顯高于氧氣壓力，導(dǎo)致能效不高的操作。降低或減少這種能效不高令人期望。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種加壓氣化器的操作方法，該方法包括
將含碳材料進(jìn)料到所述加壓氣化器的加壓氣化容器中，在此氣化容器處于壓力 Pl ；
將水蒸汽作為溫度調(diào)節(jié)和氣化劑通過水蒸汽噴射器進(jìn)料到氣化容器內(nèi)，水蒸汽在壓力P2下進(jìn)入所述噴射器并充當(dāng)水蒸汽噴射器的推動(dòng)流體；
將氧氣通過所述水蒸汽噴射器進(jìn)料到氣化容器內(nèi)，氧氣在壓力P3下進(jìn)入所述水蒸汽噴射器，其中？2> 1>卩3;
在所述水蒸汽和氧氣存在下使含碳材料在所述壓力Pl下氣化以產(chǎn)生灰分和至少包括CO和壓的合成氣；和
從氣化容器移出所述灰分和合成氣。
通常，氣化器是固定床干底氣化器，也稱作移動(dòng)床干灰氣化器，使得從氣化容器移出干灰分。如將認(rèn)識(shí)到的，本發(fā)明的操作方法非常適合具有高水蒸汽要求以調(diào)節(jié)氣化溫度的氣化器如固定床氣化器，并因此不可能應(yīng)用在具有低水蒸汽要求的氣化器如夾帶床氣化器的操作中。但是，本發(fā)明的操作方法可以用在具有中等水蒸汽要求的氣化器如流化床氣化器中。
理論上，含碳材料可以是適用于在加壓氣化器尤其是固定床或流化床氣化器中氣化的任何含碳材料，例如廢料、生物質(zhì)、焦炭(petcoke)或煤。但是，通常含碳材料是煤如褐煤、煙煤或無煙煤。
優(yōu)選地，Pl為至少約20巴(表)，更優(yōu)選約25巴(表)至約100巴(表)，例如約四巴(表)。
優(yōu)選地，P2為至少約35巴(表)，更優(yōu)選約45巴(表)至約170巴(表)，例如約60巴(表)。
P3通常為至少約25巴(表)，更通常約觀巴(表)至約110巴(表)，例如約四巴(表)。
通常本發(fā)明的方法包括由通過在氣化器中將含碳材料氣化提供的熱產(chǎn)生水蒸汽。 水蒸汽可以例如在氣化器的氣化容器的夾套中產(chǎn)生。氣化器產(chǎn)生的水蒸汽的壓力可以為 P4，并且P4>P1。通常P4彡P(guān)2。
氣化器產(chǎn)生的水蒸汽可以在氣化容器中用作溫度調(diào)節(jié)劑和氣化劑。通常因此將氣化器產(chǎn)生的水蒸汽與來自水蒸汽噴射器的水蒸汽和氧氣的混合物在進(jìn)料到氣化容器之前混合ο
本發(fā)明可以包括允許一些不是由氣化器產(chǎn)生的水蒸汽旁路通過水蒸汽噴射器。通常將旁路通過水蒸汽噴射器的水蒸汽與由通過在氣化器中將含碳材料氣化提供的熱產(chǎn)生的水蒸汽混合，并還與來自水蒸汽噴射器的水蒸汽和氧氣的混合物在進(jìn)料到氣化容器之前混合ο
如果送入噴射器的水蒸汽在高于P2的供應(yīng)壓力下可得，則本方法可以包括例如通過閥降低水蒸汽壓力以將水蒸汽壓力減少到P2。但是如將認(rèn)識(shí)到的，對(duì)于相同水蒸汽供應(yīng)壓力和相同操作壓力P1，對(duì)于本發(fā)明的方法水蒸汽壓力必須降低的量低于對(duì)于其中沒有利用水蒸汽噴射器將氧氣進(jìn)料到氣化器的現(xiàn)有技術(shù)的氣化工藝所必須降低的量。
本方法可以包括在所述壓力Pl下操作氣化容器，其中所述壓力Pl高于所述壓力 P3。例如，所述壓力Pl可以高于所述壓力P3約0. 5巴至約1. 5巴，通常約0. 9巴至約1. 3 巴。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種以至少4. 8kg/mn3的質(zhì)量/體積比使用水蒸汽和氧氣來改進(jìn)加壓氣化器的方法，所述方法包括
提供與水蒸汽供應(yīng)流動(dòng)連通的水蒸汽噴射器，使得流過水蒸汽噴射器的水蒸汽可以充當(dāng)推動(dòng)流體；
將氣態(tài)氧氣供應(yīng)與水蒸汽噴射器連接，使得水蒸汽噴射器可以從氧氣供應(yīng)吸取氧氣并將其壓縮至比氧氣供應(yīng)至水蒸汽噴射器的供應(yīng)壓力高的壓力；和
將水蒸汽噴射器的出口與氣化器的氣化容器流動(dòng)連通地連接，使得來自水蒸汽噴射器的水蒸汽和氧氣的混合物可以注入氣化容器內(nèi)。
氣化器可以如前文所述，并且可以尤其是固定床干底氣化器。
優(yōu)選地，供應(yīng)至噴射器的水蒸汽壓力為至少約35巴(表)，更優(yōu)選約45巴(表)至約170巴(表)，例如約60巴(表)。
供應(yīng)至水蒸汽噴射器的氣態(tài)氧氣壓力通常為至少25巴(表)，更通常約28巴 (表)至約110巴(表)，例如約四巴(表)。
氣化容器可以是夾套氣化容器，構(gòu)造成由含碳材料在該夾套氣化容器中氣化的過程所釋放的熱產(chǎn)生水蒸汽。本方法可以包括將氣化容器的夾套與水蒸汽噴射器的所述出口水蒸汽流動(dòng)連通地連接。
本發(fā)明延及一種根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的氣化器的操作方法，該方法包括將氣化器的氣化容器保持在其設(shè)計(jì)操作壓力下或在此壓力下操作氣化容器，同時(shí)相比氣化器改進(jìn)之前氧氣至氣化器的供應(yīng)壓力，降低氧氣至水蒸汽噴射器的供應(yīng)壓力。
本發(fā)明還延及一種根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的氣化器的操作方法，該方法包括在比氣化器改進(jìn)之前用于氣化器的氣化容器的操作壓力高的壓力下操作氣化器的氣化容器，同時(shí)將氧氣至水蒸汽噴射器的供應(yīng)壓力保持與氣化器改進(jìn)之前氧氣至氣化器的供應(yīng)壓力至少相同或甚至更高。
該方法可以包括通過水蒸汽噴射器向供應(yīng)至水蒸汽噴射器的氧氣施加至少0. 5 巴的壓力增加。優(yōu)選地，該壓力增加為0. 5巴至1. 5巴，通常0. 9巴至1. 3巴。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種加壓氣化器，包括
氣化容器，其是壓力容器；和
與水蒸汽供應(yīng)設(shè)施流動(dòng)連通的水蒸汽噴射器，該水蒸汽噴射器構(gòu)造成使用來自水蒸汽供應(yīng)設(shè)施的水蒸汽作為推動(dòng)流體，該水蒸汽噴射器還與氣態(tài)氧氣供應(yīng)設(shè)施流動(dòng)連通， 而且構(gòu)造成將來自氧氣供應(yīng)設(shè)施的氧氣壓縮至更高壓力并將水蒸汽和氧氣的混合物輸送到氣化容器。
氣化器可以如前文所述，并且可以尤其是固定床干底氣化器。
氣化器可以是構(gòu)造成由含碳材料氣化過程中所釋放的熱產(chǎn)生水蒸汽的夾套氣化器。使用中氣化器的夾套可以與水蒸汽噴射器的出口水蒸汽流動(dòng)連通，以將夾套中產(chǎn)生的水蒸汽添加到通過水蒸汽噴射器輸送的水蒸汽和氧氣的混合物中。
氧氣供應(yīng)設(shè)施可以包括構(gòu)造成在空氣分離單元的界區(qū)產(chǎn)生氣態(tài)氧氣的空氣分離裝置或單元。
氣化器可以包括使來自水蒸汽供應(yīng)設(shè)施的水蒸汽在進(jìn)入氣化容器之前旁路通過水蒸汽噴射器的旁通管線。水蒸汽旁通管線可以或直接或經(jīng)輸送旁路水蒸汽和夾套中所產(chǎn)生水蒸汽的混合物的流動(dòng)管線與水蒸汽噴射器的出口流動(dòng)連通。
現(xiàn)在將通過非限制性實(shí)施例并參照附圖描述本發(fā)明，附圖中
圖1示出使用高壓水蒸汽和氧氣的混合物作為氣化劑的常規(guī)固定床干底氣化器； 和
圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案使用水蒸汽噴射器以提供給氣化容器高壓水蒸汽和氧氣的混合物作為氣化劑的固定床干底氣化器。
具體實(shí)施方式
參照附圖1，附圖標(biāo)記10 —般指常規(guī)固定床干底氣化器。氣化器10包括煤閘12、 氣化容器14和灰分間16。氣化容器14具有通過鍋爐進(jìn)料水管線18接收高壓鍋爐進(jìn)料水的夾套(未示出)。夾套水蒸汽管線20用于從夾套移走水蒸汽。煤管線21將煤輸送到煤閘12，灰分管線23從灰分間16移走灰分，合成氣管線25從氣化容器14移走粗合成氣。
高壓水蒸汽管線22和氣態(tài)氧氣管線M連結(jié)在一起以形成導(dǎo)至氣化容器14的氣化劑管線26。高壓水蒸汽管線22設(shè)置有流量控制閥觀，氣態(tài)氧氣管線M設(shè)置有流量控制閥30。夾套水蒸汽管線20連結(jié)流量控制閥觀下游的高壓水蒸汽管線22。
使用中，經(jīng)尺寸處理的煤進(jìn)料通過煤管線21經(jīng)煤閘12進(jìn)料到氣化容器14內(nèi)，并下行通過形成在氣化容器14內(nèi)的床。通常煤進(jìn)料具有大于5mm的煤顆粒。包括氧氣和水蒸汽混合物的氣化劑從氣化劑管線沈通過旋轉(zhuǎn)篦(未示出)進(jìn)入床的底部。氧氣用來燃燒某些煤以為吸熱氣化反應(yīng)提供能量。水蒸汽用來調(diào)節(jié)氣化容器14內(nèi)部的溫度，并充當(dāng)氣化劑。所用的部分水蒸汽由通過鍋爐進(jìn)料水管線18進(jìn)料到夾套內(nèi)的鍋爐進(jìn)料水在氣化器夾套內(nèi)產(chǎn)生。通常氣化器夾套內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽是飽和的，壓力為約四巴(表)；氣態(tài)氧氣在約30巴(表)的壓力和約110°C的溫度下可用。在氣化器床內(nèi)，不同反應(yīng)區(qū)可從上到下區(qū)分開，即釋放水分的干燥區(qū)、熱解進(jìn)行的脫揮發(fā)物區(qū)、主要進(jìn)行吸熱反應(yīng)的還原區(qū)或氣化區(qū)、放熱氧化或燃燒區(qū)以及氣化器床底的灰分床。由于逆流操作模式，熱灰分與進(jìn)入的冷試劑如水蒸汽和氧氣交換熱，同時(shí)熱的粗氣體即粗合成氣與進(jìn)入的冷煤交換熱。這導(dǎo)致在相比其它類型氣化器相對(duì)低的溫度下得到通過灰分管線23從灰分閘16移出的灰分流和通過合成氣管線25從氣化容器14移出的粗氣體或粗合成氣流，從而提高了熱效率并降低了氣化器10的水蒸汽和氧氣消耗。通?；曳衷谝瞥鲋耙来瓮ㄟ^旋轉(zhuǎn)篦和灰分閘16。
在氣化器的熱解區(qū)，釋放出焦油、油和浙青等。這些熱解產(chǎn)物由于加壓干灰移動(dòng)床氣化器10相對(duì)低的操作溫度而不會(huì)被破壞。這些熱解產(chǎn)物可以用于形成有價(jià)值的副產(chǎn)物如氨、硫、甲酚和苯酚。下面是氣化器中進(jìn)行的某些反應(yīng)
燃燒
C+02 —
還原
C+C02 —
C+H20 —
水氣轉(zhuǎn)換
CO + H2O
甲烷形成
C+2H2 —
C0+3H2 —
3C+2H90 —CO92C0 C0+H9
CH4CH4+H20 CH4+2C0Δ H = -406kJ/molΔ H = 160kJ/mol Δ H = 119kJ/molCO2 + H2Δ H = -87kJ/mol Δ H = -206kJ/mol Δ H = 182kJ/molΔΗ = -40 kJ/mol
氣化器10中的溫度分布隨著煤移動(dòng)通過氣化容器14的不同區(qū)而在約800°C至約 1350°C之間變化。合成氣管線25中的粗氣體或粗合成氣通常在約460°C至600°C的溫度下離開氣化容器14，但溫度可以更低。氣化容器14中的最高溫度受煤進(jìn)料的灰分熔融溫度限制，因?yàn)榛曳秩廴跁?huì)造成氣化器10底部的灰分移除問題。
固定床干底氣化器操作的詳細(xì)說明提供在W02006/061738中，該文已公開并且公眾可得。
高壓水蒸汽管線22中的高壓水蒸汽通常在比氣態(tài)氧氣管線M中的氣態(tài)氧氣壓力高得多的壓力下可得。例如，高壓水蒸汽可以在約40巴(表)可得，而氣態(tài)氧氣可以在約 30巴(表)可得。由此，將高壓水蒸汽通過流量控制閥觀降低至約四巴(表)。類似地， 將氣態(tài)氧氣壓力通過流量控制閥30降低至約四巴(表)，然后將通過混合壓力下降的高壓水蒸汽和氣態(tài)氧氣形成的氣化劑在約四巴(表)的壓力下進(jìn)料到氣化容器14內(nèi)，該壓力于是也是氣化容器14的操作壓力。
氣化容器14的夾套中產(chǎn)生的水蒸汽通過與流量控制閥觀下游壓力降低的高壓水蒸汽流動(dòng)連通而保持在約四巴(表)的壓力下，因而將來自夾套水蒸汽管線20的夾套水蒸汽與作為部分氣化劑混合物的壓力降低的高壓水蒸汽和氣態(tài)氧氣一起進(jìn)料到氣化容器 14內(nèi)。
如將認(rèn)識(shí)到的，通過將高壓水蒸汽管線22中的高壓水蒸汽從約40巴(表)的壓力降低至約四巴(表)的壓力，水蒸汽的多余能量沒有用于作任何有用的功，因此這在圖 1所示的常規(guī)氣化工藝中引入能效不足的步驟。
參照圖2，示出根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)并按照本發(fā)明操作的固定床干底氣化器，一般性用附圖標(biāo)記100表示。由于氣化器100在許多方面類似于氣化器10，因此相同部件或特征用相同附圖標(biāo)記表示，除非另有說明。
如將提到的，氣化器100在水蒸汽流量控制閥28和氣態(tài)氧氣流量控制閥30的下游設(shè)置有水蒸汽噴射器102(通常是數(shù)個(gè)中的一個(gè))。具有水蒸汽流量控制閥106的高壓水蒸汽旁通管線104設(shè)置用于高壓水蒸汽旁路通過水蒸汽噴射器102并使其降至較低的壓力。夾套水蒸汽管線20和高壓水蒸汽旁通管線104連結(jié)水蒸汽噴射器102下游的氣化劑管線26。
氣化器100以類似于氣化器10的方式操作。但是，重要的不同之處在于氣態(tài)氧氣以四巴(表)的壓力供應(yīng)，而不是如氣化器10的情況那樣以30巴(表)的壓力供應(yīng)。也以40巴(表)壓力供應(yīng)的高壓水蒸汽管線22中的高壓水蒸汽通過流量控制閥觀降至較低的壓力，但并不降至如氣化器10那樣相同的程度。降至約39巴(表)壓力P2的高壓水蒸汽作為推動(dòng)流體供給水蒸汽噴射器102并在水蒸汽噴射器102中作功以從氣態(tài)氧氣管線對(duì)吸入壓力P3的氣態(tài)氧氣并將該氣態(tài)氧氣壓縮至略高于四巴(表)的壓力。水蒸汽和氣態(tài)氧氣的混合物由此離開水蒸汽噴射器102，并且該混合物作為氣化劑通過氣化劑管線沈進(jìn)料到氣化容器14內(nèi)。該混合物的壓力為約四巴(表)，這也是氣化容器14的操作壓力P1。由于水蒸汽噴射器102對(duì)氧氣管線M中的氧氣的吸取作用，即使氣態(tài)氧氣以四巴 (表)的壓力而不是以30巴(表)的壓力供應(yīng)，氧氣通過流量控制閥30的流量仍可以保持。
如氣化器10的情況那樣，來自夾套水蒸汽管線20的壓力P4約為四巴(表)的夾套水蒸汽連結(jié)氣化劑管線26。
通常氣化器100需要比可以進(jìn)料通過水蒸汽噴射器102多的水蒸汽。其它的高壓水蒸汽通過水蒸汽流量控制閥106降至約四巴(表)的壓力，并進(jìn)料到氣化劑管線沈內(nèi)以形成進(jìn)料到氣化容器14內(nèi)的氣化劑的一部分。
使用中，可以不需要水蒸汽流量控制閥觀。在水蒸汽噴射器102兩端存在恒定壓差的情況下，通過水蒸汽噴射器102的水蒸汽流量保持相當(dāng)恒定。因此，不必將高壓水蒸汽管線22中的高壓水蒸汽通過流量控制閥觀降至較低的壓力，由此不需要流量控制閥觀。 在這種情況下，送入氣化器100的所有水蒸汽將通過水蒸汽流量控制閥106控制。萬一氣態(tài)氧氣管線M中的氣態(tài)氧氣的流量因任何原因降低，氣態(tài)氧氣通過水蒸汽噴射器102的壓力增加更高，因此導(dǎo)致氣化器壓力Pl進(jìn)一步升高。
在使用氣化器100的氣化工藝中，通過降低高壓水蒸汽的壓力而比使用氣化器10 浪費(fèi)的能量少。相反，高壓水蒸汽的一些能量用于增加氣態(tài)氧氣至氣化器10的輸送壓力。 如將認(rèn)識(shí)的，如果氣態(tài)氧氣在更高壓力下供給氣化器10，則可以增加氣化容器14的操作壓力P1，由此增加氣化器的處理量。或者可以將氣化容器14的操作壓力Pl保持在其初始的操作壓力，但可以降低氧氣供應(yīng)壓力，由此減少提供氣態(tài)氧氣的空氣分離裝置中的能耗，如參照圖2所述實(shí)施方案中說明的。
根據(jù)本發(fā)明使用水蒸汽噴射器提供用于氣化器的氣化劑理想地適合要求氣化劑中水蒸汽與氧氣之比大的氣化器，例如固定床氣化器和可能的流化床氣化器。實(shí)施例
表1反映如圖1所示本領(lǐng)域常規(guī)氣化器(基本情況)與如圖2所示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案操作的氣化器的兩種模擬情況(情況A和情況B)之間的操作區(qū)別。
情況A反映通過水蒸汽噴射器向供給水蒸汽噴射器的氧氣施加壓力增加來操作氣化器的方法。情況B反映通過將氣化器的氣化容器保持在其設(shè)計(jì)操作壓力下或在此壓力下操作氣化容器，同時(shí)相比在氣化器改進(jìn)之前氧氣至氣化器的供應(yīng)壓力降低氧氣至水蒸汽噴射器的供應(yīng)壓力來操作氣化器的方法。
表 權(quán)利要求
1.一種加壓氣化器的操作方法，所述方法包括將含碳材料進(jìn)料到所述加壓氣化器的加壓氣化容器中，在此氣化容器處于壓力Pl ；將水蒸汽作為溫度調(diào)節(jié)和氣化劑通過水蒸汽噴射器進(jìn)料到氣化容器內(nèi)，水蒸汽在壓力 P2下進(jìn)入所述噴射器并充當(dāng)水蒸汽噴射器的推動(dòng)流體；將氧氣通過所述水蒸汽噴射器進(jìn)料到氣化容器內(nèi)，氧氣在壓力P3下進(jìn)入所述水蒸汽噴射器，其中P2 > Pl彡P(guān)3 ；在所述水蒸汽和氧氣存在下使含碳材料在所述壓力Pl下氣化以產(chǎn)生灰分和至少包括 CO和H2的合成氣；和從氣化容器移出所述灰分和合成氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其包括由通過在氣化器中將含碳材料氣化提供的熱產(chǎn)生水蒸汽，氣化器所產(chǎn)生的水蒸汽的壓力為P4，其中Pl < P4 < P2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其包括允許一些不是由氣化器產(chǎn)生的水蒸汽旁路通過水蒸汽噴射器，并且將旁路通過水蒸汽噴射器的所述水蒸汽與由通過在氣化器中將含碳材料氣化提供的熱產(chǎn)生的水蒸汽混合，并與來自水蒸汽噴射器的水蒸汽和氧氣的混合物在進(jìn)料到氣化容器之前混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其中所述壓力Pl高于所述壓力P3。
5.一種以至少4. mig/mn3的質(zhì)量/體積比使用水蒸汽和氧氣來改進(jìn)加壓氣化器的方法， 所述方法包括提供與水蒸汽供應(yīng)流動(dòng)連通的水蒸汽噴射器，使得流過水蒸汽噴射器的水蒸汽能夠充當(dāng)推動(dòng)流體；將氣態(tài)氧氣供應(yīng)與水蒸汽噴射器連接，使得水蒸汽噴射器可以從氧氣供應(yīng)吸取氧氣并將其壓縮至比氧氣供應(yīng)至水蒸汽噴射器的供應(yīng)壓力高的壓力；和將水蒸汽噴射器的出口與氣化器的氣化容器流動(dòng)連通地連接，使得來自水蒸汽噴射器的水蒸汽和氧氣的混合物可以注入氣化容器內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中氣化容器是夾套氣化容器，其構(gòu)造成由含碳材料在所述夾套氣化容器中氣化的過程所釋放的熱產(chǎn)生水蒸汽，所述方法包括將氣化容器的夾套與水蒸汽噴射器的所述出口水蒸汽流動(dòng)連通地連接。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6改進(jìn)的氣化器的操作方法，所述方法包括將氣化器的氣化容器保持在其設(shè)計(jì)操作壓力下或在此壓力下操作所述氣化容器，同時(shí)相比氣化器改進(jìn)之前氧氣至氣化器的供應(yīng)壓力，降低氧氣至水蒸汽噴射器的供應(yīng)壓力。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6改進(jìn)的氣化器的操作方法，所述方法包括在比氣化器改進(jìn)之前用于氣化器的氣化容器的操作壓力高的壓力下操作氣化器的氣化容器，同時(shí)將氧氣至水蒸汽噴射器的供應(yīng)壓力保持與氣化器改進(jìn)之前氧氣至氣化器的供應(yīng)壓力至少相同或甚至更高。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的方法，其包括通過水蒸汽噴射器向供應(yīng)至水蒸汽噴射器的氧氣施加至少0. 5巴的壓力增加。
10.一種加壓氣化器，包括氣化容器，其是壓力容器；和與水蒸汽供應(yīng)設(shè)施流動(dòng)連通的水蒸汽噴射器，所述水蒸汽噴射器構(gòu)造成使用來自水蒸汽供應(yīng)設(shè)施的水蒸汽作為推動(dòng)流體，所述水蒸汽噴射器還與氣態(tài)氧氣供應(yīng)設(shè)施流動(dòng)連通， 而且構(gòu)造成將來自氧氣供應(yīng)設(shè)施的氧氣壓縮至更高壓力并將水蒸汽和氧氣的混合物輸送到氣化容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的氣化器，其是固定床干底氣化器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11的氣化器，其是構(gòu)造成由含碳材料氣化過程中所釋放的熱產(chǎn)生水蒸汽的夾套氣化器，所述氣化器的夾套與水蒸汽噴射器的出口在使用中水蒸汽流動(dòng)連通，以將夾套中產(chǎn)生的水蒸汽添加到由水蒸汽噴射器輸送的水蒸汽和氧氣的混合物中。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)的氣化器，其包括使來自水蒸汽供應(yīng)設(shè)施的水蒸汽在進(jìn)入氣化容器之前旁路通過水蒸汽噴射器的旁通管線，所述水蒸汽旁通管線與水蒸汽噴射器的出口流動(dòng)連通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種加壓氣化器(100)的操作方法，包括將含碳材料(21)進(jìn)料到氣化器(100)的加壓氣化容器(14)中，在此氣化容器處于壓力P1。將水蒸汽(22)作為溫度調(diào)節(jié)和氣化劑通過水蒸汽噴射器(102)進(jìn)料到氣化容器(14)內(nèi)，水蒸汽在壓力P2下進(jìn)入噴射器(102)并充當(dāng)水蒸汽噴射器(102)的推動(dòng)流體。將氧氣(24)也通過水蒸汽噴射器(102)進(jìn)料到氣化容器內(nèi)，氧氣在壓力P3下進(jìn)入水蒸汽噴射器(102)，其中P2＞P1≥P3。在水蒸汽和氧氣存在下使含碳材料在壓力P1下氣化以產(chǎn)生灰分和至少包括CO和H2的合成氣，并從氣化容器移出灰分(23)和合成氣(25)。
文檔編號(hào)C10J3/16GK102533338SQ20111038522
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者維爾納·西格弗里德·厄恩斯特 申請人:沙索技術(shù)有限公司