[其他]用固體燃料制備合成氣體的方法

無效

• 申請號: 86105030
• 申請日: 1986-08-16
• 公開（公告）號: CN86105030A
• 公開（公告）日: 1987-03-04
• 發明（設計）人: 約翰內斯·特格蓋爾斯;約翰內斯·蘭貝茨;洛塔爾·施拉德
• 申請（專利權）人: 萊茵褐煤礦井股份公司
• 主分類號: C10J3/52
• 分類號: C10J3/52;C10J3/54
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 全永留

本發明涉及用固體燃料制備合成氣體的方法。

這種方法可以在高壓的流化床中利用汽化劑發生吸熱和放熱反應來實現。在流化床上方布置的是一輔助汽化空間或燃燒室，而在流化床之下，則是一個包含固體汽化殘渣的固態床。將燃料引入流化床內，固體汽化殘渣從固態床下排除，同時自輔助汽化室中抽取生成的合成氣體。

在流化床下形成固態床的固體汽化殘渣主要包含燃料中的伴生礦物，更準確地說，就是燃料中通常的灰渣和礦物雜質。固態床中也有大量含碳的固體物質，它們一部分呈粗顆粒狀態，由于其重量大，便從流化床下落到固態床上。固態床中另一部分含碳物質由小粒度組成，它們的含碳量很高，是由于在汽化過程中未完全轉化之故。

滿意地實施這種方法的一個重要要求是從發生汽化過程的反應器中，即其下部能順利地排除汽化殘渣。在仍然載有含碳汽化殘渣的固態床還遭受過熱時，特別是當含氧的汽化劑進入到固態床中去的時候，可能會出現一些問題。與固態床中含碳組成物最終形成的放熱反應會使溫度大幅度升高，其結果使固態床的礦物成分燒結在一起，甚至會部分熔化，形成大塊。在極端的情況下，會導致反應器不得不停止運轉，以便采用機械工具來清除燒結的沉積物和燒結塊等。考慮到汽化過程停止運轉后需要讓反應器冷卻，這種運行中斷可能要延續數日之久。

從上述的問題來看，該方法一般可這樣來實施，即把具有放熱效應的汽化劑，例如氧氣，噴射到固態床上邊界的最上面，這樣便可使氧在任何情況下都不與仍處于固態床中的含碳顆粒發生反應，那就意味著只把氧引入流化床，或者可能的話，引到流化床上部的輔助反應室中去。

由于引入汽化劑在反應器內進行汽化過程的噴嘴位置相對于反應器來說，通常是固定的，或者至少當反應器在運行時不能作較大的變動，在可以毫不間斷地進行數周或數月的汽化過程中，如果固態床的上邊界在高度方面沒有發生顯著的位置變化，也就是說，固態床的上表面總是保持在低于把氧送到該過程中的區城，或進行該過程的反應器中的區域，才能實現上述只在固態床上邊界上面供給含氧汽化劑的條件。在汽化過程中，如果要使固態床的上邊界水平面大體上保持不變，則必須從固態床的底部把自上面流化床沉積在固態床上的一定量物料排除，從而就將這部分物料從汽化過程中除去。對于至今業已在實際條件下運行的汽化反應器來說，滿足那種要求并沒有特別的困難，因為引入反應器的固體燃料在長時間內至少是近乎不變的自然狀態。換言之，不能發生反應的燃料中的碳和礦物質之間的關系，亦即灰粉和其他可能的礦物雜質，在長時間內大致是保持恒定的。在許多情況下，這已借助采取合適的預防措施來達到;具體辦法是從礦床或沉積物中有步驟地取出固體燃料，例如煤或泥煤。在另外的一些情況下，由礦床或沉積物中得到的煤要經過一道處理，以確保固體燃料的性質均勻，包括以上所述碳和不能汽化的礦物質之間的關系。

沉積礦床中的固體燃料，就其灰份含量和其他不可汽化的物質而言，要在長時間期內獲得具有均勻性質的燃料，這種可能已日趨稀少，因為具有這些優點的沉積礦床在過去業已被廣泛地開采。除此之外，即使這種沉積礦床仍是可以得到的，但是由于現代使用的開采方法，在許多情況下，要使開采的煤或其他固體燃料中不可汽化的礦物數量沒有波動，簡直是不可能的。以開采煤，如褐煤作為一個例子，當使用大型斗輪式挖掘機作露天開采時，不可能排除在煤層或沉積層中包含的不同寬度的巖層、砂層或其他不可汽化的物質層。開采其他煤種和地下采礦時也會出現類似情況。

就上面談及的汽化過程的一般形式而論，燃料中不能發生反應的礦物的絕對和相對比例并不意味著有任何問題，至少在某些范圍內是如此，以致即使那些質量比至今所用的燃料更差的，也即具有較高灰份的燃料，仍可用于制備合成氣體。由于具有較高灰份的燃料相當便宜，所以從成本上考慮那是非常理想的。然而，在處理這種煤的時候，許多情況下都會出現一些困難，那就是燃料中可汽化的碳和不可汽化的礦物之間的比例關系發生很大的波動。顯然，應當克服這種缺點，或者至少使煤經過預處理來大大地把它降低，但這卻增加了汽化過程中所用燃料的成本，至少是大大地抵消了劣質煤價格低的優點，所以從經濟上考慮，還必須引入一種可用于汽化過程的燃料類型。