用于對含碳燃料進(jìn)行氣流床氣化的反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于對含碳燃料進(jìn)行氣流床氣化的反應(yīng)器，該反應(yīng)器帶有一個(gè)反應(yīng)室以及在一個(gè)承壓反應(yīng)器壁之內(nèi)的與該反應(yīng)室相連的冷卻室。
【背景技術(shù)】
[0002]這種含碳燃料的氣流床氣化用于富含氫氣和一氧化碳?xì)怏w的產(chǎn)生，這些氣體作為合成氣體、還原性氣體、城市煤氣或用于能量目的的氣體得以應(yīng)用。
[0003]在氣體產(chǎn)生時(shí)，在1200°C到1800°C的溫度且直到80巴的壓力下，在氧氣和水蒸氣或者二氧化碳參與下灰狀的煤的氣化在飄浮霧(Flugwolke)中以火焰反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，其中除了所希望的粗氣體，還有熔融液體的礦物殘留物以渣粒的形式出現(xiàn)。相同原理的氣化方法應(yīng)用于液體燃料的氣化(焦油、殘油)、液體和固體燃料的懸浮物或焙干的生物質(zhì)的氣化。
[0004]在高壓和高溫的氣流床氣化過程中決定性的是，氣化過程在該反應(yīng)室中穩(wěn)定地進(jìn)行。這也包括該氣化反應(yīng)體這樣被實(shí)施，使得該恪融液體渣粒能夠無干擾地從該反應(yīng)室中排出到安排在該反應(yīng)室下方的冷卻室或淬火室中，其中該熔融液體渣粒在來自礦物余料的煤顆粒氧化過程中在一個(gè)氣化燃燒器的火焰區(qū)域中產(chǎn)生并沉淀在該反應(yīng)室壁處。為此，該反應(yīng)室的底板在一個(gè)中央的渣排出開口的方向上呈漏斗狀形成。
[0005]仍然在氣流中殘余的熔融液體渣粒通常在該氣流反應(yīng)器的冷卻室中借助于噴水或?qū)⒓虞d有渣的粗氣體的引導(dǎo)通過一個(gè)水浴被冷卻到熔點(diǎn)以下，并且作為顆粒從該反應(yīng)器中以懸浮在水中的方式送出。
[0006]該反應(yīng)器元件在渣排出的區(qū)域中經(jīng)受強(qiáng)烈的磨損。這些反應(yīng)器元件被熔融液體渣流侵蝕，同時(shí)熱的腐蝕性的反應(yīng)氣體從該反應(yīng)室中通過該渣排出開口引導(dǎo)進(jìn)入緊挨著的冷卻室中，并且額外地，位于反應(yīng)室與冷卻室之間的中間底板區(qū)域暴露于裝載有濕氣的冷卻室的熱影響和氣氛影響。因此該帶有渣排出開口的中間底板區(qū)域是對腐蝕要求最強(qiáng)烈的磨損部件之一，這些磨損部件的磨損狀況共同決定該反應(yīng)器的運(yùn)行時(shí)間。
[0007]可用于氣化的運(yùn)行時(shí)間(“running time”)對煤氣化反應(yīng)器的經(jīng)濟(jì)性有巨大的影響。由于不穩(wěn)定的氣化參數(shù)或磨損的設(shè)備部件的維修造成的每次過程中斷導(dǎo)致的結(jié)果是:由于與此相關(guān)的高耗費(fèi)的啟動和停機(jī)過程以及安裝和拆卸工作，在耐壓力地形成的氣化反應(yīng)器處產(chǎn)生高昂的費(fèi)用和長的停工時(shí)間。位于反應(yīng)室與冷卻室之間的中間底板與該渣排出裝置的耐磨損的設(shè)計(jì)以及用于簡化在維修情形時(shí)在該渣排出裝置處的安裝和拆卸耗費(fèi)的措施對降低維修成本做出非常重要的貢獻(xiàn)。
[0008]在DD-PS I 19 266中已經(jīng)描述了一種用于在壓力下使煤粉氣化的反應(yīng)器，該反應(yīng)器的反應(yīng)室被一個(gè)水加載的、通過一層耐火的沖壓塊(Stampfmasse)保護(hù)的管壁構(gòu)造限定。為了使液體渣排出到顆粒部件(Granulierteil)中，在該反應(yīng)室的底板里設(shè)置有一個(gè)中央的開口，該開口的輪廓通過相應(yīng)地設(shè)計(jì)有耐火涂層的管壁構(gòu)造構(gòu)成。
[0009]由于必須使用該追求耐磨損性的高質(zhì)量的材料，在DD-PS I 19 266中，該渣排出開口的實(shí)施方式成本高，并且由于較高的熱負(fù)載的和動態(tài)負(fù)載只能有條件地適合于通過該漏斗狀的底板開口將熱的粗氣體和渣熔體共同排出。
[0010]由于與渣直接接觸，經(jīng)過一段較長的運(yùn)行時(shí)間之后，在該渣排出體的高度磨損是不可避免的，所以至少應(yīng)該盡量減少用于更換該磨損的渣排出體的耗費(fèi)。在安裝后狀態(tài)下的維修或該渣排出體的簡單、快速的拆卸和安裝為此是有利的。
[0011]因此該渣排出體在現(xiàn)代的反應(yīng)器中已經(jīng)部分地構(gòu)形為帶有熱和渣保護(hù)涂層及纏繞的冷卻水管道的冷卻屏的可更換的分離的底板零件。
[0012]然而這些已知的解決方案的一個(gè)缺點(diǎn)是:在該中間底板的結(jié)構(gòu)性構(gòu)形中對該渣排出體在較長的運(yùn)行時(shí)間后簡單的可更換性考慮得太少。
[0013]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，渣排出裝置或牢固地或以較高耗費(fèi)可移除地裝配到所謂的“支撐板”(中間底板)上，該支撐板將該反應(yīng)室與冷卻室分離。
[0014]當(dāng)一個(gè)不可更換的渣排出裝置必須與該支撐板共同更換時(shí)，那么例如根據(jù)DE 102006 031 816 Al，DE 20 2008 009 249 Ul 以及 DE 20 2010 015 889 Ul 所述，這些支撐板的已知的實(shí)施方式的一個(gè)缺點(diǎn)在于，這些支撐板要求一個(gè)鍛造的接收圈，該接收圈必須被焊接到該承壓反應(yīng)器壁的套段(Mantelschuss)中，并且該反應(yīng)器壁在裝入該接收圈后必須進(jìn)行一個(gè)后續(xù)的、昂貴的熱處理。
[0015]與該渣排出區(qū)域的已知的結(jié)構(gòu)性構(gòu)形有關(guān)的另一個(gè)缺點(diǎn)在于:在渣排出調(diào)節(jié)器(Schlackeablauftrichter)的周圍常常存在不通風(fēng)的空腔或死空間，來自該反應(yīng)室的侵蝕性氣體和來自該冷卻室的濕氣可能在這些空腔或死空間中匯集，并導(dǎo)致在該渣排出裝置處快速的高度腐蝕以及耗費(fèi)時(shí)間的維修。
[0016]根據(jù)DE 10 2006 031 816 Al的反應(yīng)器構(gòu)形是其一個(gè)例子。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017]因此本實(shí)用新型的基本目的在于，從現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)出發(fā)，提供一種用于中間底板的結(jié)構(gòu)性的解決方案，該解決方案提高氣流床氣化器的有效運(yùn)行時(shí)間，其方式為，降低在中間底板區(qū)域中的腐蝕性磨損以及維修時(shí)在該渣排出裝置處的拆卸和安裝耗費(fèi)。
[0018]在建議的解決方案的框架內(nèi)，所述目標(biāo)通過多個(gè)互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)性手段的共同作用實(shí)現(xiàn)。為了在該中間底板處有效地減少磨損，該中間底板由多個(gè)元件組裝，該多個(gè)元件無間隙地相互連接并且與該渣排出體連接，使得在該渣排出體與該反應(yīng)器壁之間形成該中間底板的一個(gè)氣體密封的、限定該冷卻室的氣體空間的下側(cè)，該下側(cè)保護(hù)該用于反應(yīng)器壁的中間空間不受來自冷卻室的腐蝕性氣體的影響。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)壓力平衡和針對進(jìn)入的腐蝕性氣體的保護(hù)，該中間底板的這些元件之間的空腔通過壓力平衡通道彼此連接、與一個(gè)惰性氣體清洗裝置連接以及與該冷卻室的氣體空間連接，以使該中間底板全面地免受腐蝕。
[0020]這些壓力平衡通道，由于該空腔與該冷卻室的氣體空間之間的氣體方面的連接，還使得該中間底板必須用其中存在的死空間以無昂貴成本耗費(fèi)的方式耐壓力地鋪設(shè)。因此這種情況是可能的，即在這些空腔內(nèi)的壓力追隨主導(dǎo)的運(yùn)行壓力，該運(yùn)行壓力由于運(yùn)行參數(shù)的不可避免的波動通常不能保持穩(wěn)定。
[0021]如果分離的惰性氣體輸送裝置安排在這些壓力平衡通道的這些伸出到該冷卻室中的下方口部處，則這些空腔還能夠更有力地用一個(gè)較高的惰性氣體體積流量按相反的方向吹掃。
[0022]為了保護(hù)該中間底板免受腐蝕的損害，所建議的結(jié)構(gòu)性解決方案提供為，相對于該冷卻室的氣體空間通過一個(gè)由抗腐蝕材料制成的氣體密封地封閉的表面遮蔽該中間底板的這些沒有被防腐蝕保護(hù)的元件。尤其是由簡單的C鋼制成的元件(例如該渣排出體和這些用于冷卻屏的支撐結(jié)構(gòu)元件)通過其他的中間底板元件保護(hù)免受腐蝕影響。這些中間底板元件免受腐蝕的保護(hù)在所建議的中間底板結(jié)構(gòu)上因此也十分重要，因?yàn)檫@涉及一個(gè)未被冷卻的中間底板。
[0023]所建議的解決方案的原則上的優(yōu)點(diǎn)因此在于，用于無間隙地氣體密封地限制該冷卻室的氣體空間的該中間底板的結(jié)構(gòu)性新設(shè)計(jì)不僅降低了通過來自冷卻室的侵蝕性氣體在該中間底板處的腐蝕，而且還借助易于連接和分離的連接器件設(shè)計(jì)為容易安裝(拆卸)的，使得該渣排出體不僅具有一個(gè)更長的使用時(shí)間，而且還能夠用短時(shí)間維修并用較低的耗費(fèi)進(jìn)行更換。
[0024]在此背景下，可以看出所建議的解決方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于:不僅是安裝，在更換該反應(yīng)器中的整個(gè)中間底板組件同樣比以往