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燃料气化设备

阅读：554发布：2021-03-01

IPRDB可以提供燃料气化设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种燃料气化设备，其可以不使固体燃料的微粒飞溅而是与流态介质充分接触，确实完成固体燃料的热分解，能够实现提高冷气效率、提高C转换率以及H转换率、和气化气体中的焦油的改质。该燃料气化设备具有以将燃料供给管(14)连接在气化炉(2)侧面的较流动层(1)上面低的位置、且自该燃料供给管(14)向流动层(1)内供给固体燃料的方式的构成，同时具备合流促进装置(15)，其用于使自上述燃料供给管(14)向流动层(1)内供给的固体燃料汇入到自上述降液管(7)向流动层(1)内底部供给的流态介质的流中。，下面是燃料气化设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.燃料气化设备，其具备：

气化炉，该气化炉利用流动用反应气体形成流态介质的流动层，以进行所投入的固体燃料的气化，生成气化气体和可燃性固体成分；

降液管，该降液管被设立成自该气化炉的上方向流动层内底部供给流态介质；

燃料供给管，其连接在上述气化炉侧面的较流动层上面低的位置，且向流动层内供给固体燃料；以及合流促进装置，用于使自该燃料供给管向流动层内供给的固体燃料汇入到自上述降液管向流动层内底部供给的流态介质的流中，其中，通过使上述气化炉内部的进深与降液管的外径相等，同时使连接燃料供给管的气化炉侧面与降液管的间隔为燃料供给管的内径以下，构成上述合流促进装置。

说明书全文

燃料气化设备

技术领域

[0001] 本发明涉及燃料气化设备。

背景技术

[0002] 一直以来，人们使用石炭、生物质、废塑料或各种含水废弃物等固体燃料作为燃料，生成气化气体的燃料气化设备的开发正在进行。

[0003] 图1和图2是显示现有的燃料气化设备的一个例子的图，该燃料气化设备具有具备以下各部分而形成的构成：气化炉2，其利用蒸气和空气或氧等流动用反应气体形成流态介质(硅砂、石灰石等)的流动层1，进行所投入的固体燃料(石炭、生物质等)的气化，生成气化气体和可燃性固体成分；燃烧炉5，该气化炉2中生成的可燃性固体成分与流态介质一同自导入管3导入，且通过流动用反应气体形成流动层4，进行上述可燃性固体成分的燃烧；热旋风分离器等介质分离装置8，从自该燃烧炉5经由排气管6导入的排气中分离流态介质，并将该分离的流态介质经由降液管7供给上述气化炉2；热旋风分离器等介质分离装置9，从上述气化炉2中生成的气化气体中分离流态介质；以及回收容器10，回收经该介质分离装置9分离的流态介质。

[0004] 尚需说明的是，图1和图2中，11是分散板，用于将导入上述气化炉2的底部的蒸气和流动用反应气体均匀地吹入流动层1内；12是隔墙，其通过覆盖上述气化炉2内部的连接导入管3的部分使只有下方被开放，来防止流动层1内的流态介质直接流出到导入管3中；13是分散板，用于将导入上述燃烧炉5的底部的流动用反应气体均匀地吹入流动层4内；14’是燃料供给管，其连接在气化炉2侧面的较流动层1上面高的位置上。

[0005] 如上所述，在燃料气化设备中，在气化炉2中利用蒸气和空气或氧等流动用反应气体形成流动层1，自燃料供给管14’向其中投入石炭、生物质等固体燃料时，该固体燃料发生部分氧化而被气化，生成气化气体和可燃性固体成分，上述气化炉2中生成的可燃性固体成分与流态介质一同从导入管3被导入到利用流动用反应气体形成流动层4的燃烧炉5中，进行该可燃性固体成分的燃烧，来自该燃烧炉5的排气经由排气管6导入到热旋风分离器等介质分离装置8中，在该介质分离装置8中，流态介质被从上述排气中分离出来，该被分离的流态介质经由降液管7返回到上述气化炉2中进行循环。

[0006] 这里，在上述气化炉2的内部，在供给到气化炉2的底部的蒸气或从固体燃料自身蒸发的水分的存在下而保持高温，同时通过固体燃料的热分解而生成的气体或其残余物燃料与蒸气反应，从而发生水性气化反应C+H2O＝H2+CO或氢转换反应CO+H2O＝H2+CO2，生成H2或CO等可燃性气化气体。

[0007] 上述气化炉2中生成的气化气体，在热旋风分离器等介质分离装置9中流态介质被分离，在该介质分离装置9中分离的流态介质被回收到回收容器10中。

[0008] 尚需说明的是，作为具有与图1和图2所示的燃料气化设备类似的装置构成的设备，例如有专利文献1。

[0009] 专利文献1：日本特开2006-207947号公报

发明内容

[0010] 发明所要解决的课题

[0011] 然而，在气化炉2的内部进行固体燃料的气化时，必定会产生焦油或低级烃气体，该焦油或低级烃气体通过与流态介质接触而进行改质，转换成H2或CO等气化气体，但如图1和图2所示的现有例子那样，自燃料供给管14’向气化炉2的流动层1之上供给固体燃料时，该固体燃料的微粒飞溅，无法充分进行与流态介质的接触，固体燃料的热分解难以完成，所得气体热量即冷气效率(cold gas efficiency)变低，另一方面还存在着C转换率或H转换率也不太高的缺点。

[0012] 本发明鉴于所述的实情，目的在于提供燃料气化设备，该燃料气化设备可以不使固体燃料微粒飞溅而与流态介质充分接触，确实完成固体燃料的热分解，能够实现提高冷气效率、提高C转换率以及H转换率、和气化气体中的焦油的改质。

[0013] 解决课题的方法

[0014] 本发明涉及燃料气化设备，该燃料气化设备具备：

[0015] 气化炉，该气化炉利用流动用反应气体形成流态介质的流动层，进行所投入的固体燃料的气化，生成气化气体和可燃性固体成分；

[0016] 降液管，该降液管被设立成从该气化炉的上方向流动层内底部供给流态介质；

[0017] 燃料供给管，其连接在上述气化炉侧面的较流动层上面低的位置，并且向流动层内供给固体燃料；

[0018] 合流促进装置，用于使自该燃料供给管向流动层内供给的固体燃料汇入到自上述降液管向流动层内底部供给的流态介质的流中。

[0019] 根据上述装置，可以得到以下的作用。

[0020] 以上述方式构成时，如现有例子所述，与自燃料供给管向气化炉的流动层之上供给固体燃料时相比，该固体燃料的微粒不会飞溅，而是与流态介质充分接触，而且，利用合流促进装置，自燃料供给管向流动层内供给的固体燃料汇入到自降液管向流动层内底部供给的流态介质的流中，变得容易向整个流动层内扩散，因此确实地完成固体燃料的热分解，可以使所得气体热量即冷气效率提高，另一方面，还可以提高C转换率或H转换率，以及可以改质气化气体中的焦油。

[0021] 在上述燃料气化设备中，通过使上述气化炉侧面形成降液管的一部分、并且将燃料供给管连接在降液管的下端部，可以构成上述合流促进装置，如此一来，可以使固体燃料确实汇入到降液管内的流态介质的下降流中，使其向整个流动层内扩散。

[0022] 此外，在上述燃料气化设备中，通过在气化炉底部形成将自上述燃料供给管向流动层内供给的固体燃料导入降液管的下端部附近的倾斜面，也可以构成上述合流促进装置，如此一来，自燃料供给管向流动层内供给的固体燃料沿着倾斜面被导入降液管的下端部附近，与自该降液管向流动层内底部供给的流态介质一起向整个流动层内扩散。

[0023] 并且，在上述燃料气化设备中，通过使上述气化炉内部的进深(奥行)与降液管的外径大致相等，同时使连接燃料供给管的气化炉侧面与降液管的间隔至少为燃料供给管的内径以下，也可以构成上述合流促进装置，如此一来，自燃料供给管向流动层内供给的固体燃料从连接燃料供给管的气化炉侧面与降液管之间确实地导入到该降液管的下端部，与自该降液管向流动层内底部供给的流态介质一起向整个流动层内扩散。

[0024] 发明效果

[0025] 根据本发明的燃料气化设备，能够发挥下述优异的效果：可以不使固体燃料的微粒飞溅而与流态介质充分接触，确实完成固体燃料的热分解，能够实现提高冷气效率、提高C转换率以及H转换率、和气化气体中的焦油的改质。

附图说明

[0026] 图1是显示现有的燃料气化设备的一个例子的整体概要构成图。

[0027] 图2是显示现有的燃料气化设备的一个例子中的气化炉的要部构成图。

[0028] 图3是显示本发明的第一实施例中的气化炉的要部构成图。

[0029] 图4是相当于图3的IV-IV截面的图，(a)是在气化炉的进深方向中央部形成合流促进装置的例子的图；(b)、(c)是分别显示在气化炉的角部形成合流促进装置的例子的图。

[0030] 图5是显示本发明的第二实施例中的气化炉的要部构成图。

[0031] 图6是显示本发明的第三实施例中的气化炉的要部构成图。

[0032] 图7是相当于图6的VII-VII截面的图。

[0033] 符号说明

[0034] 1：流动层

[0035] 2：气化炉

[0036] 3：导入管

[0037] 5：燃烧炉

[0038] 7：降液管

[0039] 8：介质分离装置

[0040] 10：回收容器

[0041] 11：分散板

[0042] 12：隔墙

[0043] 14：燃料供给管

[0044] 15：合流促进装置

[0045] 16：倾斜面

[0046] D0进深

[0047] D1外径

[0048] D2间隔

[0049] D3内径

具体实施方式

[0050] 以下，参照附图来说明本发明的实施例。

[0051] 图3和图4是本发明的第一实施例，图中，与图1和图2标有相同符号的部分表示同一物质，基本的构成与图1和图2所示的现有构成相同，但本实施例的特征之处在于：如图3和图4所示，具有以将燃料供给管14连接在气化炉2侧面的较流动层1上面低的位置、且自该燃料供给管14向流动层1内供给固体燃料的方式的构成，同时具备合流促进装置15，其用于使自上述燃料供给管14向流动层1内供给的固体燃料汇入到自上述降液管7向流动层1内底部供给的流态介质的流中。

[0052] 在本实施例的情形中，上述合流促进装置15通过使上述气化炉2侧面形成降液管7的一部分、且燃料供给管14连接在降液管7的下端部的形式而构成。尚需说明的是，关于上述合流促进装置15，如图4(a)所示，其可以形成于上述气化炉2的进深方向(图4中的上下方向)中央部，或者图4(b)、(c)所示，其可以形成于上述气化炉2的角部。

[0053] 接下来，说明上述实施例的作用。

[0054] 如上所述，以将燃料供给管14连接在气化炉2侧面的较流动层1上面低的位置、且自该燃料供给管14向流动层1内供给固体燃料的方式的构成时，如图1和图2所示的现有例子那样，与自燃料供给管14’向气化炉2的流动层1之上供给固体燃料的情形相比，不会使该固体燃料的微粒飞溅，而是与流态介质充分接触，而且，利用通过使上述气化炉2侧面形成降液管7的一部分、且燃料供给管14连接在降液管7的下端部的形式而构成的合流促进装置15，自燃料供给管14向流动层1内供给的固体燃料确实汇入到降液管7内的流态介质的下降流中，变得容易向整个流动层1内扩散，因此确实完成固体燃料的热分解，可以使所得气体热量即冷气效率提高，另一方面，还可以提高C转换率或H转换率，并且可以改质气化气体中的焦油。

[0055] 如此操作，可以不使固体燃料的微粒飞溅而是与流态介质充分接触，确实完成固体燃料的热分解，能够实现提高冷气效率、提高C转换率以及H转换率、和气化气体中的焦油的改质。

[0056] 图5是本发明的第二实施例，图中，与图1和图2标有相同符号的部分表示同一物质，基本的构成与图1和图2所示的现有构成相同，但本实施例的特征之处在于以下所述的构成：如图5所示，以将燃料供给管14连接在气化炉2侧面的较流动层1上面低的位置、且自该燃料供给管14向流动层1内供给固体燃料的方式的构成，同时通过在气化炉2底部形成将自上述燃料供给管14向流动层1内供给的固体燃料导入降液管7的下端部附近的倾斜面16，构成上述合流促进装置15。

[0057] 当为如图5所示的第二实施例的构成时，如图1和图2所示的现有例子那样，与自燃料供给管14’向气化炉2的流动层1之上供给固体燃料的情形相比，可以不使该固体燃料的微粒飞溅而是与流态介质充分接触，而且，利用通过在气化炉2底部形成将自上述燃料供给管14向流动层1内供给的固体燃料导入降液管7的下端部附近的倾斜面16而构成的合流促进装置15，自燃料供给管14向流动层1内供给的固体燃料沿着倾斜面16被导入降液管7的下端部附近，与自该降液管7向流动层1内底部供给的流态介质一起向整个流动层1内扩散，其结果，确实完成固体燃料的热分解，可以使所得气体热量即冷气效率提高，另一方面，还可以提高C转换率或H转换率，并且可以改质气化气体中的焦油。

[0058] 如此操作，即使在图5所示的第二实施例的情形下，也与图3和图4所示的第一例的情形一样，可以不使固体燃料的微粒飞溅而是与流态介质充分接触，确实完成固体燃料的热分解，能够实现提高冷气效率、提高C转换率以及H转换率、和气化气体中的焦油的改质。

[0059] 图6和图7是本发明的第三实施例，图中，与图1和图2标有相同符号的部分表示同一物质，基本的构成与图1和图2所示的现有构成相同，但本实施例的特征之处在于以下所述的构成：如图5所示，以将燃料供给管14连接在气化炉2侧面的较流动层1上面低的位置、且自该燃料供给管14向流动层1内供给固体燃料的方式的构成，同时使上述气化炉2内部的进深D0与降液管7的外径D1大致相等，并使连接燃料供给管14的气化炉2侧面与降液管7的间隔D2至少为燃料供给管14的内径D3以下，由此构成上述合流促进装置15。

[0060] 尚需说明的是，在图7中，上述降液管7以截面为圆形的管的形式显示，但是当然也可以以图4所示的截面为矩形的管的形式显示。

[0061] 当为如图6和图7所示的第三实施例的构成时，如图1和图2所示的现有例子那样，与自燃料供给管14’向气化炉2的流动层1之上供给固体燃料的情形相比，可以不使该固体燃料的微粒飞溅而是与流态介质充分接触，而且，利用通过使上述气化炉2内部的进深D0与降液管7的外径D1大致相等、同时使连接燃料供给管14的气化炉2侧面与降液管7的间隔D2至少为燃料供给管14的内径D3以下而构成的合流促进装置15，自燃料供给管
14向流动层1内供给的固体燃料从自连接燃料供给管14的气化炉2侧面与降液管7之间确实导入到该降液管7的下端部，与自该降液管7向流动层1内底部供给的流态介质一起向整个流动层1内扩散。

[0062] 如此操作，即使在图6和图7所示的第三实施例的情形下，也与图3和图4所示的第一例或图5所示的第二实施例的情形一样，可以不使固体燃料的微粒飞溅而是与流态介质充分接触，可以确实完成固体燃料的热分解，能够实现提高冷气效率、提高C转换率以及H转换率、和气化气体中的焦油的改质。

[0063] 尚需说明的是，本发明的燃料气化设备并不仅仅限于上述的实施例，在不脱离本发明要旨的范围内，当然可以加入各种变更。

标题	发布/更新时间	阅读量
煤炭共气化方法-专利编号CN103897739A	2020-05-13	787
一种气化炉-专利编号CN104560211B	2020-05-11	736
煤炭共气化方法-专利编号CN103897739B	2020-05-13	72
地下气化炉-专利编号CN104564010A	2020-05-11	654
煤炭共气化方法-专利编号CN103897740A	2020-05-13	683
煤炭共气化方法-专利编号CN103897740B	2020-05-12	858
地下气化方法-专利编号CN104564009A	2020-05-12	448
一种气化炉-专利编号CN104560211A	2020-05-11	824
地下气化装置以及煤炭气化系统和气化方法-专利编号CN104453831A	2020-05-11	453
气化炉激冷环-专利编号CN101550360A	2020-05-12	840

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