氣化爐的水激冷的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于氣化原料的系統(tǒng)和方法。原料被引入到升管；第一氧化劑被引入到該升管內(nèi)的第一混合區(qū)，由此在所述第一混合區(qū)內(nèi)的靠近所述第一氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第一高溫區(qū)；第一水流被引入到所述第一高溫區(qū)以降低其中的溫度；第二氧化劑被引入到該升管內(nèi)的第二混合區(qū)，由此在所述第二混合區(qū)內(nèi)的靠近所述第二氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第二高溫區(qū)；第二水流被引入到所述第二高溫區(qū)以降低其中的溫度。所述原料、第一氧化劑和第二氧化劑在該升管內(nèi)的氣化區(qū)中被氣化。
【專利說明】氣化妒的水激冷
[0001]
[000引領(lǐng)埋
[0003] 本文描述的實(shí)施例總體涉及到氣化爐和氣化爐的運(yùn)行方法。更具體地，該樣的實(shí) 施例涉及到在氧化劑被引入其中的一個或多個部位降低氣化爐內(nèi)的溫度。
[0004] 巧關(guān)巧術(shù)描沐
[0005] 氣化是將含碳原料轉(zhuǎn)化為大多氣態(tài)的混合物的高溫工藝過程，該混合物包括一氧 化碳、二氧化碳和氨氣。氣態(tài)產(chǎn)物一般被稱為合成煤氣或者更簡稱為合成氣。合成氣可W 作為氨氣源，用于生產(chǎn)其它有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，和/或產(chǎn)生蒸汽和/或發(fā)電。因此，氣化通過將 原料轉(zhuǎn)化為可投放市場的產(chǎn)品而使其得低價值的原料增值。
[0006] 氣化爐包括用于將原料和氧化劑轉(zhuǎn)化為合成氣的升管。在氧化劑進(jìn)入升管的地點(diǎn) 產(chǎn)生熱。所產(chǎn)生的熱造成具有溫度能導(dǎo)致氣化爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力的局部熱區(qū)或區(qū)域。為了降 低在氧化劑進(jìn)入點(diǎn)的溫度，蒸汽時常在進(jìn)入點(diǎn)伴隨氧化劑被引入，或是與氧化劑相混合，或 是獨(dú)立于氧化劑引入。由于已存在例如超過l〇(TC的高溫，蒸汽的冷卻效果有限。
[0007] 在升管內(nèi)循環(huán)的灰分也能通過吸熱來降低在氧化劑進(jìn)入點(diǎn)處的溫度。但當(dāng)灰分吸 收該附加熱時，灰傾向于軟化，并且由于灰分軟化，故它能聚集成團(tuán)并在氣化爐內(nèi)造成堵塞 或障礙。
[0008] 因此，人們需要用于降低在氣化爐內(nèi)的局部熱區(qū)處的溫度的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1示出了根據(jù)描述的一個或多個實(shí)施例的示例性氣化爐。
[0010] 圖2示出了根據(jù)描述的一個或多個實(shí)施例的示例性氣化系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 圖1示出了根據(jù)一個或多個實(shí)施例的示例性氣化爐100。氣化爐100可包括升管 102、第一分離器如第一旋風(fēng)分離器130、第二分離器如第二旋風(fēng)分離器140、立管150和回 收管線160。升管102可W包括第一或"下"混合區(qū)104、第二或"上"混合區(qū)106 W及氣化 區(qū)108。經(jīng)管線110的一種或多種原料（示出一種）可W被引入到第一混合區(qū)104、第二混 合區(qū)106和/或氣化區(qū)108中。例如，經(jīng)管線110的原料可W如圖1所示被引入到氣化區(qū) 108中。同樣地，經(jīng)管線112U14的一種或多種氧化劑（示出兩種）可W被引入到第一混合 區(qū)104、第二混合區(qū)106和/或氣化區(qū)108中。例如，經(jīng)管線112的氧化劑可W被引入到第 二混合區(qū)106,經(jīng)管線114的氧化劑可W被引入到第一混合區(qū)104中。經(jīng)管線110的原料和 經(jīng)管線112U14的氧化劑可W如圖所示被分開引入到氣化爐100中和/或作為混合物（未 示出）被引入。經(jīng)管線110的原料和經(jīng)管線112U14的氧化劑可W被依次和/或同時引入 到氣化爐100中。
[0012] 在靠近經(jīng)管線114的氧化劑進(jìn)入到第一混合區(qū)104中的進(jìn)入點(diǎn)的局部區(qū)、區(qū)段、空 間或區(qū)域（第一高溫區(qū)）120內(nèi)可能產(chǎn)生熱。例如，在局部區(qū)域120內(nèi)的熱可W至少部分通 過經(jīng)管線110被引入的原料的至少一部分的燃燒和/或沉積在從顆粒床或固體床152被引 入到升管102中的循環(huán)顆粒上的碳的至少一部分的燃燒而產(chǎn)生。術(shù)語"進(jìn)入點(diǎn)"可W是指或 包括裝有原料和/或氧化劑的管線11〇、112、114與升管102相交的地點(diǎn)。在局部區(qū)域120 內(nèi)的溫度的范圍可W從低的1 〇〇〇°C、約105(TC、約110(TC、或約115(TC至高的約120(TC、約 1250°C、約 1300°C、約 1350°C、或約 1400°C。
[0013] 在靠近經(jīng)管線112的氧化劑進(jìn)入到第二混合區(qū)106中的進(jìn)入點(diǎn)的局部區(qū)、區(qū)段、空 間或區(qū)域（第二高溫區(qū)）118中也可能產(chǎn)生熱。例如，在局部區(qū)域118內(nèi)的熱可W至少部 分通過經(jīng)管線110被引入的原料的至少一部分的燃燒和/或沉積在從顆粒床或固體床152 被引入到升管102中的循環(huán)顆粒上的碳的至少一部分的燃燒而產(chǎn)生。在局部區(qū)域118內(nèi)的 溫度的范圍可W從低的約90(TC、約95(TC、或約lOOCrC至高的約llOCrC、約120(TC、或約 1300〇C。
[0014] 在靠近經(jīng)管線110的原料進(jìn)入到升管102中的進(jìn)入點(diǎn)的局部區(qū)、區(qū)段、空間或區(qū)域 (第H高溫區(qū)）116中也可能產(chǎn)生熱。例如，在局部區(qū)域116內(nèi)的熱可W至少部分通過經(jīng)管 線110被引入的原料的至少一部分的燃燒和/或沉積在從顆粒床或固體床152被引入到升 管102中的循環(huán)顆粒上的碳的至少一部分的燃燒來產(chǎn)生。在局部區(qū)域116內(nèi)的溫度的范圍 可W從低的約800°C、約850°C、或約900°C至高的約1000°C、約llOOC、或約1200°C。
[0015] 在至少一個實(shí)施例中，區(qū)域116、118、120可具有對應(yīng)于進(jìn)入管線110、112、114的 橫截面積的橫截面積（寬度X高度）。例如，該橫截面積的范圍可W從小的約5cm 2、約 10cm2、約 20cm2、約 40cm2、約 60cm2、或約 80cm2 至大的約 100cm2、約 200cm2、約 400cm2、約 600cm2、約800cm2、約1000cm 2或更大，該取決于升管102和/或氣化爐100的尺寸。在另一 個例子中，該橫截面積的范圍可W從小的約0. 001m2、約0. 01m2、約0. Im2,或約0. 5m2至大的 約Im2、約3m2、約5m2、約7m 2或更大，該至少部分取決于升管102和/或氣化爐100的尺寸。 區(qū)域116、118、120也可W具有從管線11〇、112、114進(jìn)入升管102的深度，從而產(chǎn)生一空間。 例如，該深度的范圍可W從小到約1畑1、約2畑1、約4畑1、約6畑1、約8畑1、或約10cm至大到約 20畑1、約40畑1、約60畑1、約80畑1、約100cm、約150畑1、約200cm或更大，該取決于升管102的 尺寸。
[0016] 為了至少部分降低、防止、消除、抑制或W其它方式抵消在局部區(qū)域（高溫 區(qū)）116、118、120中至少部分通過經(jīng)管線110的原料和/或經(jīng)管線112U14的氧化劑的引 入而形成或造成的發(fā)熱，經(jīng)管線122、124、126的水可W分別被引入到區(qū)域116、118、120中。 至少一部分的水可W在進(jìn)入升管102時被汽化，水的汽化潛熱可被用來至少部分激冷或降 低區(qū)域116、118、120內(nèi)的溫度。通過所述另一方式，至少部分汽化經(jīng)管線122、124、126引 入的水的一部分所需要的能量或熱可W通過在局部區(qū)域116、118、120中產(chǎn)生的熱來提供， 因此減少了會升高氣化爐在局部區(qū)域116、118、120內(nèi)的溫度的熱量。
[0017] 更具體地，經(jīng)管線126的水（"第一水流"）被引入到經(jīng)管線114的氧化劑（"第 一氧化劑"）被輸入的區(qū)域120中。經(jīng)管線126的水可W與經(jīng)管線114的氧化劑分開地被 注射、噴射或霧化噴入到區(qū)域120中，或者經(jīng)管線126的水就在進(jìn)入?yún)^(qū)域120之前被注射、 噴射或霧化噴入到經(jīng)管線114的氧化劑中。
[0018] 同樣地，經(jīng)管線124的水（"第二水流"）被引入到經(jīng)管線112的氧化劑（"第二 氧化劑"）被輸入的區(qū)域118中。經(jīng)管線124的水可W與經(jīng)管線112的氧化劑分開地被注 射、噴射或霧化噴入到區(qū)域118中，或者經(jīng)管線124的水就在進(jìn)入?yún)^(qū)域118之前被注射、噴 射或霧化噴入到經(jīng)管線112的氧化劑中。
[0019] 同樣地，經(jīng)管線122的水（"第H水流"）被引入到經(jīng)管線110的原料被引入的區(qū) 域116中。經(jīng)管線122的水可W與經(jīng)管線100的原料分開地被注射、噴射或霧化噴入到該 區(qū)域116中，或者經(jīng)管線122的水就在進(jìn)入?yún)^(qū)域116之前被注射、噴射或霧化噴入到經(jīng)管線 110的原料中。
[0020] 在局部區(qū)域120、118和/或116內(nèi)產(chǎn)生的熱可能足W造成相對于位于局部區(qū)120、 118和/或116之外的氣化爐內(nèi)的其它區(qū)段或區(qū)域如第一和第二混合區(qū)104U06之間的區(qū) 段和第二混合區(qū)106和氣化區(qū)108之間的區(qū)段的溫度最大值、峰值或其它升溫。換句話說， 與采用蒸汽來代替水時相比，經(jīng)管線126U24和/或122的水的引入可分別降低和/或消 除局部區(qū)域120、118和/或116內(nèi)的溫度升高。局部區(qū)域120、118和/或116內(nèi)的溫度可 保持在比局部區(qū)域120、118和/或116之外的區(qū)域內(nèi)的溫度高或不到約20(TC，高或不到約 19(TC，高或不到約18(TC，高或不到約17CTC，高或不到約16(TC，高或不到約15CTC，高或不 到約14(TC，高或不到約13(TC，高或不到約12(TC，高或不到約11(TC，高或不到約lOCrC，高 或不到約9(TC，高或不到約8(TC，高或不到約7(TC，高或不到約6(TC，高或不到約5(TC，高 或不到約4(TC，高或不到約3(TC，或者高或不到約2(TC。
[0021] 例如，在第一局部區(qū)域120周圍的第一混合區(qū)內(nèi)的溫度可W是約l〇〇(TC，而第一 局部區(qū)域120內(nèi)的溫度可W通過將經(jīng)管線126的水引入其中而保持在其范圍從約loocrc到 約120(TC的溫度。在第二和第H局部區(qū)域118U16內(nèi)的溫度也可W按照相似方式來保持或 控制。正因如此，與經(jīng)管線114的第一氧化劑、經(jīng)管線112的第二氧化劑和/或經(jīng)管線112 的原料的引入相關(guān)的升溫或溫度峰值可W通過經(jīng)管線126、124和/或122的水的引入而減 小。
[0022] 本文所用術(shù)語"水"可能包括液態(tài)水和/或冰如冰粒。經(jīng)管線122、124、126的水 可W來自同一來源，或者該水可W來自不同來源。在至少一個實(shí)施例中，水可包括工藝?yán)?凝物、鍋爐排放水、工藝汽提培底殘留等類似物。經(jīng)管線122、124、126的水可W處于其范 圍從低到約 rc、約 10°C、約 20°C、約 30°C、約 40°C、約 50°C、約 60°C、約 80°C、約 100°C、約 12(TC、或約14(TC至高到約18(TC、約20(TC、約22(TC、約24(TC、或約26(TC的溫度。例如， 經(jīng)管線122、124、126的水的溫度的范圍可W從約8(TC到約26(TC，從約lOCrC到約22(TC， 或者從約120°C到約180°C。經(jīng)管線122、124、126的水的溫度的范圍也可W從約90°C到約 120°C、或從約 90°C到約 110°C。
[0023] 經(jīng)管線122、124、126的水可W處于其范圍從低到約3000kPa、約3200kPa、約 ：M00kPa、約 3600kPa、約 3800kPa 或約 4000kPa 至高到約 4200kPa、約 4400kPa、約 4600kPa、 約 4800kPa、約 5000kPa、約 eOOOkPa 或約 7000kPa 的壓力。例如，管線 122、124、126 中的 水壓范圍可W從約3500k化到約5500kPa，從約3700k化到約5000kPa，從約3900k化到約 4500kPa，或者從約4000k化到約4300kPa〇
[0024] 經(jīng)管線122、124、126的每股水流可W處于其范圍從低到約10kg/虹、50kg/虹、約 100kg/虹、約200kg/虹、約300kg/虹、約400kg/虹、或約500kg/虹至商到約1000kg/虹、約 2000kg/虹、約 3000kg/虹、約 4000kg/虹、約 5000kg/虹、約 7500kg/虹、約 10000kg/虹、約 150(K)kg/虹或更大的流速被引入到升管102的區(qū)域116、118、120中，該流向的。管線122 中的水的流速可W至少部分取決于經(jīng)管線110的原料的類型/成分、經(jīng)管線110的原料的 流速、被引入到區(qū)域116中的任何其它冷卻流體如蒸汽的流速、被輸入?yún)^(qū)域116的其它冷 卻流的溫度、區(qū)域116內(nèi)的溫度等等。在至少一個實(shí)施例中，管線122中的水的流速范圍 可W從低到10kg/虹、約100kg/虹、約500kg/虹、或約1000kg/虹至高到約3000kg/虹、約 4000kg/虹、或約5000kg/虹。例如，管線122中的水的流速可W在約100kg/虹和約500kg/ 虹之間，在約50化g/虹和約1000kg/虹之間，在約1000kg/虹和約2000kg/虹之間，或者在 約2000kg/虹和約5000kg/虹之間。
[00巧]管線124中的水的流速可W至少部分取決于經(jīng)管線112的氧化劑的成分、經(jīng)管線 112的氧化劑的流速、被引入到區(qū)域118中的任何其它冷卻流體如蒸汽的流速、被引入到區(qū) 域118中的其它冷卻流體的溫度、區(qū)域118內(nèi)的溫度等等。在至少一個實(shí)施例中，管線124 內(nèi)的水的流速范圍可W從低到10kg/虹、約10化g/虹、約50化g/虹、或約1000kg/虹至高 到約5000kg/虹、約7500kg/虹、或約10000kg/虹。例如，管線124中的水的流速可W在約 10化g/虹和約50化g/虹之間，在約50化g/虹和約1000kg/虹之間，在約1000kg/虹和約 2000kg/虹之間，在約2000kg/虹和約5000kg/虹之間，或者在約5000kg/虹和約10000kg/ 虹之間。
[0026] 管線126中的水的流速可W至少部分取決于經(jīng)管線114的氧化劑的成分、經(jīng)管線 114的氧化劑的流速、被引入到區(qū)域120中的任何其它冷卻流體如蒸汽的流速、被引入到區(qū) 域120中的其它冷卻流體的溫度、區(qū)域120內(nèi)的溫度等等。在至少一個實(shí)施例中，管線126 中的水的流速范圍可W從低到約10kg/虹、約10化g/虹、約50化g/虹、或約1000kg/虹至高 到約5000kg/虹、約7500kg/虹、約10000kg/虹、或約15000kg/虹。例如，管線126中的水 的流速可W在約10化g/虹和約50化g/虹之間，在約50化g/虹和約1000kg/虹之間，在約 100化g/虹和約2000kg/虹之間，在約2000kg/虹和約5000kg/虹之間，在約5000kg/虹和 約100(K)kg/虹之間，或在約100(K)kg/虹和約150(K)kg/虹之間。相應(yīng)地，管線122、124、126 內(nèi)的流速可W相同，或它們可W不同。進(jìn)一步地，管線122、124、126內(nèi)的流速可W是隨時間 連續(xù)的或變化的。
[0027] 水進(jìn)入每個區(qū)域116、118、120的流速可W至少部分取決于在所述區(qū)域116、118、 120中產(chǎn)生過熱的可能性。例如，在區(qū)域120中產(chǎn)生過熱的可能性高于在區(qū)域118中產(chǎn)生過 熱的可能性，在區(qū)域118中產(chǎn)生過熱的可能性高于在區(qū)域116中產(chǎn)生過熱的可能性。正因 如此，在至少一個實(shí)施例中，管線126中的水的流速可W大于管線124中的水的流速，管線 124中的水的流速可W大于管線122中的水的流速。
[0028] 盡管未示出，但蒸汽也可W處于其范圍從低到約lOOOkg/虹、約5000kg/hr、或約 100(K)kg/虹至高到約200(K)kg/虹、約300(K)kg/虹、約400(K)kg/虹或更大的流速被引入到 至少其中一個所述區(qū)域1〇4、1〇6、108和/或至少其中一個所述區(qū)域116、118、120中。例 女口，蒸汽的流速的范圍可W在約5000kg/虹和約400(K)kg/虹之間，在約100(K)kg/虹和約 3000化g/虹之間，或在約1500化g/虹和約2500化g/虹之間。
[0029] 使用水來冷卻局部熱區(qū)116、118、120與傳統(tǒng)蒸汽相比可W提供一個或多個優(yōu)點(diǎn)。 例如，經(jīng)管線122、124、126的水可W比蒸汽提供更多冷量（按重量），因?yàn)樗钠瘽摕峥?W被用于激冷，而不是蒸汽的顯熱。在另一個例子中，高壓鍋爐給水比等效數(shù)量（按重量） 的高壓蒸汽便宜些。正因如此，對于同樣冷量來說，由于減少了被引入到升管102中的緩溫 蒸汽量而導(dǎo)致顯著的節(jié)能和資金節(jié)約。另外，通過使用水，流過氣化爐100的合成氣可W含 有較低百分比的蒸汽量。該可增大氣化爐100的合成氣生產(chǎn)能力，同時減小下游的合成氣 冷卻器和相關(guān)部件的負(fù)擔(dān)和成本。水的使用也能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)管線110的具有較低軟化點(diǎn)的灰 的原料的加工處理，因?yàn)樗だ淠軌驅(qū)崿F(xiàn)比蒸汽更有效且反應(yīng)更快速的溫度控制方法。經(jīng) 管線122、124、126的水可W是或包括原水、處理后的水、高壓鍋爐給水、回收水、及其組合 等類似物。
[0030] 本文所用術(shù)語"原料"是指一種或多種材料，無論是固體、液體、氣體或其任意組 合物。例如，原料可W包括一種或多種含碳物質(zhì)。合適的含碳物質(zhì)的例子可W包括但不限 于生物質(zhì)（即，植物和/或動物物質(zhì)或植物和/或動物衍生物質(zhì)）；煤（例如高軸和低軸褐 煤、褐煤、次煙煤和/或無煙煤）；油頁巖；焦炭；焦油；漸青質(zhì)；低灰或無灰的聚合物；姪，姪 基聚合物材料；生物質(zhì)衍生材料；或從制造過程中衍生得到的副產(chǎn)品。合適的姪基聚合物 材料的例子可W包括但不限于熱塑性塑料、彈性體材料、橡膠，包括聚丙帰、聚己帰、聚苯己 帰，包括其它聚帰姪、均聚物、共聚物、嵌段共聚物和其共混物；PET(聚對苯二甲酸己二醇 醋）、聚合共混物、含氧聚合姪；來自石油精煉爐石化設(shè)備的重姪渣淳和底部殘留產(chǎn)物如姪 蠟；其共混物、其衍生物和其組合物。
[0031] 管線110中的原料可W包括兩種或更多的含碳物質(zhì)（即含碳材料）的混合物或組 合物。管線110中的原料可包括兩種或更多的低灰或無灰的聚合物、生物質(zhì)衍生材料、由制 造過程衍生得到的副產(chǎn)品和/或丟棄的耗用品的混合物或組合物。例如，管線110中的原 料可包括一種或多種含碳物質(zhì)連同一種或多種丟棄的耗用品如地毯和/或包括保險杠和 擋泥板的塑料汽車零件/部件。
[0032] 經(jīng)管線112U14被引入到氣化爐100的氧化劑的特定類型和/或量可W影響到合 成氣和進(jìn)而由其制造的下游產(chǎn)物的成分和/或物理性能。示例性的氧化劑可包括但不限于 空氣、氧氣、基本為氧氣、富氧空氣、氧氣和空氣的混合物、氧氣和一種或多種其它氣體如合 成氣的混合物、氧氣和一種或多種惰性氣體如氮?dú)夂?或氮?dú)獾幕旌衔?。管線112U14中 的氧化劑可含有約占體積60 %的或更高的氧氣、約占體積70 %的或更高的氧氣、約占體積 80%的或更高的氧氣、約占體積90%的或更高的氧氣、約占體積95%的或更高的氧氣、或 者約占體積99%的或更高的氧氣。本文所用術(shù)語"基本為氧氣"是指含有超過占體積50% 的氧氣的氧氣流。本文所用術(shù)語"富氧空氣"是指含有約占體積21 %到占體積50%的氧氣 的氣體混合物。富氧空氣和/或基本為氧氣例如可W由空氣低溫蒸觸、變壓吸附、隔膜分離 或其任意組合來獲得。管線112U14中的氧化劑可W是無氮的或基本無氮的。本文所用術(shù) 語"基本上無氮的"是指含有約占體積5%的或更低的氮、約占體積4%的或更低的氮、約占 體積3%的或更低的氮、約占體積2%的或更低的氮、或者約占體積1%的或更低的氮的氧 化劑。
[0033] -種或多種吸附劑（未示出）能可選地被引入到氣化爐100。吸附劑可被加入W 截留氣化爐100內(nèi)的雜質(zhì)如軸蒸氣。吸附劑也可被用于除塵或涂覆氣化爐100內(nèi)的原料 和/或灰粒，W減輕顆粒聚團(tuán)的趨勢。吸附劑可W被研磨至從約5 y m至約100 y m、或從約 10 y m至約75 y m的平均顆粒尺寸。適當(dāng)?shù)奈絼┑睦影ǖ幌抻谑沂?、白云石和?炭屑。經(jīng)管線114的原料和吸附劑可W被混合并且被一起供給或者分開供給到氣化爐100 中。經(jīng)管線110的原料、經(jīng)管線112、114的氧化劑和可選的吸附劑可W被依次或同時引入。
[0034] 在第一混合區(qū)104、第二混合區(qū)106和/或氣化區(qū)108內(nèi)的壓力的范圍可W從低到 約 3000kPa、約 3250kPa、或約 3500kPa 至高到約 4000kPa、約 4500kPa、或約 5000kPa。在第一 下混合區(qū)104內(nèi)的溫度的范圍可W從低到約80(TC、約85(TC、或約90(TC至高到約lOOCrC、 約105(TC、或約llOOC。在第二上混合區(qū)106內(nèi)的溫度的范圍可W從低到約77(TC、約 82(TC、或約87(TC至高到約97(TC、約102(TC、或約107(TC。氣化區(qū)108內(nèi)的溫度的范圍可 W從低到約750°C、約800°C、或約850°C至高到約950°C、約1000°C、或約1050°C。
[00巧]經(jīng)管線110的原料進(jìn)入升管102的流速的范圍可W從低到約30000kg/虹、約 50000kg/虹、或約 70000kg/虹至高到約 140000kg/虹、約 170000kg/虹、或約 200000kg/ 虹。經(jīng)管線112U14的氧化劑進(jìn)入升管102的流速的范圍可W從低到約14000kg/虹、約 20000kg/虹、或約30000kg/虹至高到約60000kg/虹、約80000kg/虹、或約100000kg/虹。例 如經(jīng)管線112的氧化劑進(jìn)入升管102的流速的范圍可W從小到約4000kg/虹、約8000kg/ 虹、約12000kg/虹、約16000kg/虹、或約20000kg/虹至高到約30000kg/虹、約40000kg/虹、 約500(K)kg/虹、約600(K)kg/虹、或約700(K)kg/虹。同樣，經(jīng)管線114的氧化劑進(jìn)入升管102 的流速的范圍可W從高到約4000kg/虹、約8000kg/虹、約12000kg/虹、約16000kg/虹、或 約20000kg/虹至商到約30000kg/虹、約40000kg/虹、約50000kg/虹、約60000kg/虹、或約 70000kg/虹。
[0036] 在被引入到升管102中后，經(jīng)管線110的原料、經(jīng)管線112U14的氧化劑和經(jīng)管線 122、124、126的水可W在升管102中被轉(zhuǎn)化為合成氣與顆粒的混合物。所述合成氣/顆粒 混合物可從升管102的氣化區(qū)108回收并經(jīng)第一管線或跨接結(jié)構(gòu)128被引入第一分離器或 旋風(fēng)分離器130。第一旋風(fēng)分離器130可W被構(gòu)造成從合成氣中分離出所述顆粒的至少一 部分。分離出的合成氣（第一合成氣流）可W流出第一旋風(fēng)分離器130并經(jīng)第二管線或跨 接結(jié)構(gòu)132被引入第二旋風(fēng)分離器140。分離出的顆粒（第一顆粒流）可W流出第一旋風(fēng) 分離器130并經(jīng)轉(zhuǎn)送管線或料封管134被引入立管150。
[0037] 第二旋風(fēng)分離器140可被構(gòu)造成從經(jīng)管線132的第一合成氣流中分離出殘余顆粒 的至少一部分。分離出的合成氣（第二合成氣流）隨后可W經(jīng)管線142流出第二旋風(fēng)分 離器140。分離出的顆粒（第二顆粒流）可W流出第二旋風(fēng)分離器140并與來自第一旋風(fēng) 分離器130的經(jīng)管線134的第一顆粒流一起被引入立管150。來自第一和第二旋風(fēng)分離器 130U40的顆?？蒞積聚在立管150內(nèi)并在其中形成顆粒床或固體床152。該些顆?？蒞 通過回收管線或j形腿160從立管150被轉(zhuǎn)送至升管102的第一混合區(qū)104、第二混合區(qū) 106和/或氣化區(qū)108。至少部分存在于立管150中的灰可經(jīng)管線154被除去。
[0038] 在立管150內(nèi)的固體床152的高度和/或密度可能影響經(jīng)管線160的回收顆粒的 循環(huán)速率。經(jīng)管線160的回收顆粒的循環(huán)速率可被用來控制氣化爐100內(nèi)的工作溫度。例 女口，經(jīng)管線160的回收顆?？捎兄诳焖偌訜峤?jīng)管線110引入的進(jìn)給原料。
[0039] -個或多個噴嘴可W將流體引入到氣化爐100中W通氣和流化其中的顆粒，從而 所述顆粒繼續(xù)循環(huán)貫穿整個氣化爐100。例如，流體可W經(jīng)管線136被引入到傳送管線134 中，經(jīng)管線156被引入到立管150中，并且經(jīng)管線162被引入到回收管線160中。示例性的 流體可W包括但不限于氮?dú)?、二氧化碳、燃燒氣產(chǎn)物、回收合成氣、及其任意組合等等。在至 少一個實(shí)施例中，該流體可W是或可包括一種或多種惰性氣體如氮?dú)?。在至少一個其它實(shí) 施例中，該流體可W是或可包括回收合成氣和/或燃燒氣產(chǎn)物。
[0040] 來自氣化爐100的在管線142中輸出的合成氣可含有約占體積85%的或更高的一 氧化碳和氨氣，余量主要是二氧化碳和甲焼。管線142中的合成氣可含有約占體積90%的 或更高的一氧化碳和氨氣，約占體積95%的或更高的一氧化碳和氨氣，約占體積97%的或 更高的一氧化碳和氨氣，或者約占體積99 %的或更高的一氧化碳和氨氣。管線142中的合 成氣的一氧化碳含量的范圍可W從低到約占體積10%、約占體積20%、或占體積約30%至 高到約占體積50%、約占體積70%、或約占體積85%。管線142中的合成氣的氨氣含量的 范圍可W從低到約占體積1 %、約占體積5%、或約占體積10%至高到約占體積30%、約占 體積40%、或約占體積50%。
[0041] 管線142中的合成氣可含有小于約占體積25%、小于約占體積20%、小于約占體 積15%、小于約占體積10%、或小于約占體積5%的混合的氮?dú)狻⒓谉?、二氧化碳、水、硫?氨和氯化氨。管線142中的合成氣的二氧化碳含量可W是約占體積25 %或更低，約占體積 20 %或更低，約占體積15 %或更低，約占體積10 %或更低，約占體積5 %或更低，約占體積 3 %或更低，約占體積2 %或更低，或者約占體積1 %或更低。管線142中的合成氣的甲焼含 量可W是約占體積15 %或更低，約占體積10 %或更低，約占體積5 %或更低，約占體積3 % 或更低，約占體積2 %或更低，或者約占體積1 %或更低。管線142中的合成氣的水含量可 W是約占體積40 %或更低，約占體積30 %或更低，約占體積25 %或更低，約占體積20 %或 更低，約占體積15 %或更低，約占體積10 %或更低，約占體積5 %或更低，約占體積3 %或更 低，約占體積2%或更低，或者約占體積1%或更低。管線142內(nèi)的合成氣可W是無氮?dú)獾幕?基本上無氮?dú)獾摹＠?，管線142中的合成氣可含有小于約占體積3 %、小于約占體積2 %、 小于約占體積1 %、或小于約占體積0. 5 %的氮?dú)狻?br> [0042] 管線142中的合成氣可W具有針對熱損和稀釋效應(yīng)被修正的熱值，該熱值的范圍 從低到約 1863kJ/m3 巧OBUi/scf)、約 2794kJ/m3(75BUi/scf)、約 3726kJ/m3(10(Btu/scf)、 約 4098kJ/m3(110Bl:u/scf)、約 5516kJ/m3(140Bl:u/scf)、或約 6707kJ/m3(180E5tu/scf)至商 到約 7452kJ/m3(200BUi/scf)、約 9315kJ/m3(250BUi/scf)、約 10264kJ/m3(275BUi/scf)、約 11178kJ/m3(300BUi/scf)、約 130"kJ/m3(350BUi/scf)、或約 14904kJ/m3(40(Btu/scf)。
[0043] 圖2示出根據(jù)一個或多個實(shí)施例的示例性氣化系統(tǒng)200。氣化系統(tǒng)200可W包括 一個或多個氣化爐100、顆粒去除系統(tǒng)206和氣體純化系統(tǒng)214 W制造經(jīng)管線218的處理 后的合成氣體（"合成氣")，該合成氣包括約85%或更高的混合的一氧化碳和氨氣，余量主 要是二氧化碳和甲焼。氣化系統(tǒng)200也可W包括一個或多個氣體轉(zhuǎn)化爐224、氨氣分離器 244、燃料電池252、燃燒器258、燃?xì)廨啓C(jī)264、廢熱鍋爐270、蒸汽輪機(jī)274、發(fā)電機(jī)（示出了 兩個266、276)和空氣分離單元（"ASU")282。
[0044] 來自氣化爐100的經(jīng)管線142的合成氣或原始合成氣可W在引入到顆粒去除系統(tǒng) 206之前在冷卻器202 ("主冷卻器"）內(nèi)被冷卻W提供經(jīng)過管線204的冷卻過的原始合成 氣。例如，經(jīng)管線142的原始合成氣可W被冷卻到約55CTC或更低、約45CTC或更低、約35CTC 或更低、約25CTC或更低、或者約15CTC或更低。在至少一個實(shí)施例中，經(jīng)管線142的原料合 成氣可W旁流過冷卻器202并且可被直接引入到顆粒去除系統(tǒng)206,導(dǎo)致在從約55CTC到約 105(TC的熱氣體顆粒去除。
[0045] 顆粒去除系統(tǒng)206可被用于部分或完全去除來自經(jīng)管線142的原始合成氣中的任 何殘余顆粒，W提供經(jīng)管線236的顆粒和經(jīng)管線208的分離過的合成氣。顆粒去除系統(tǒng)206 可w包括一個或多個分離裝置，例如傳統(tǒng)的分離器和/或旋風(fēng)分離器（未示出）。也可使用 顆?？刂蒲b置（"PCD"),其能夠提供低于約0. 1的按質(zhì)量計的百萬分之一（卵mw)的可測 極限的輸出顆粒濃度。合適的示例性PCD的例子包括但不限于燒結(jié)金屬過濾器、金屬過濾 芯和/或陶瓷過濾芯（例如鉛化鐵過濾材料）。
[0046] 經(jīng)管線236的固體顆?？杀换厥眨ㄎ词境觯┑綒饣癄t100或從系統(tǒng)清出，如圖所 示。經(jīng)管線208的分離過的合成氣可使用一個或多個冷卻器210 ("副冷卻器"）被冷卻W提 供經(jīng)管線212的冷卻過的分離合成氣。經(jīng)管線212的冷卻過的分離合成氣可具有約35(TC 或更低的例如從約15(TC到約25(TC的溫度。
[0047] 經(jīng)管線212的冷卻過的分離合成氣可在氣體純化系統(tǒng)214內(nèi)被處理W去除雜質(zhì)并 提供經(jīng)管線216的廢氣和經(jīng)管線218的處理后的合成氣。氣體純化系統(tǒng)214可包括能去除 管線212中的冷卻過的分離合成氣中所含的任何硫和/或含硫化合物的至少一部分的任何 系統(tǒng)、工藝和/或裝置。例如，氣體純化系統(tǒng)214可包括催化式氣體純化系統(tǒng)，其可包括但 不限于使用鐵酸鋒、鐵酸鋒、氧化錫、氧化鋒、氧化鐵、氧化銅、氧化鋪或其混合物的催化系 統(tǒng)。在另一例子中，氣體純化系統(tǒng)214可包括基于工藝的氣體純化系統(tǒng)，其可W包括但不限 于Selexol?工藝、民ectisol'k工藝、。ystaSulf"'工藝和Sulfin〇r氣體處理工藝。
[0048] 氣體純化系統(tǒng)214可使用胺溶劑如甲基二己醇胺（MDEA) W從管線212中的冷卻 過的分離合成氣中除去酸氣。也可使用物理溶劑，例如Selexol?(聚己二醇二甲離）或 Rectis〇r'i(冷甲醇）。如果管線212中的冷卻過的分離合成氣含有硫化撰（COS)，則硫化 撰可利用水解通過經(jīng)催化劑與水反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成硫化氨，然后使用上述方法被吸收。如果經(jīng) 管線212的冷卻過的分離合成氣含有隸，則隸可W使用硫浸潰活性碳床被除去。
[0049] 鉆-鋼（"Co-Mo")催化劑可并入到氣體純化系統(tǒng)214中W完成合成氣的酸性變 換轉(zhuǎn)換。Co-Mo催化劑可W在約550° F溫度在存在&S例如約lOOppmwHsS的情況下工作。 如果Co-Mo催化劑被用于完成酸性變換，則可W使用任意一種上述的除硫方法和/或技術(shù) 來完成隨后在下游的除硫。
[0050] 管線218中的處理后的合成氣的至少一部分可W經(jīng)過管線220從該系統(tǒng)被除去并 作為商品銷售。管線218中的處理后的合成氣的至少一部分可W經(jīng)過管線222被引入到氣 體轉(zhuǎn)化爐224。氣體轉(zhuǎn)化爐224可包括變換反應(yīng)器（未示出）用于通過將C0轉(zhuǎn)化成二氧 化碳（C〇2)來調(diào)節(jié)合成氣的氨氣化）與一氧化碳（C0)之比化:C0)。在變換反應(yīng)器內(nèi)，水 煤氣變換反應(yīng)可使經(jīng)管線222的處理后的合成氣中的一氧化碳的至少一部分與水在存在 催化劑和高溫情況下反應(yīng)，W產(chǎn)生氨氣和二氧化碳。合適的變換反應(yīng)器的例子可包括但不 限于單級絕熱固定床反應(yīng)器、級間冷卻型多級絕熱固定床反應(yīng)器、蒸汽發(fā)生式或激冷式反 應(yīng)器、蒸汽發(fā)生式或冷卻式管狀固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器，或其任何組合?？蒞使用吸 附作用如吸收和/或吸附加強(qiáng)型水煤氣變換（SEWG巧工藝。例如可W采用變壓吸附單元， 其具有在高溫下封裝有變換催化劑的多段固定床反應(yīng)器，如在約48(TC的二氧化碳吸附劑。 可采用各種不同的變換催化劑。
[0051] 變換反應(yīng)器可包括兩個串聯(lián)布置的反應(yīng)器。第一反應(yīng)器可W在高溫（約35CTC到 約40(TC )下運(yùn)行，W使用鐵鉛催化劑在相對高的反應(yīng)速度下將存在于經(jīng)管線222的處理后 的合成氣中的大部分C0轉(zhuǎn)化為C〇2。第二反應(yīng)器可W在相對低溫（從約15(TC至約20(TC ) 下運(yùn)行，W使用氧化銅和氧化鋒的混合物來完成CO至c〇2的轉(zhuǎn)化。
[0052] 經(jīng)管線226從變換反應(yīng)器中回收的二氧化碳可被引入到壓縮液化單元228。壓縮 液化單元228可W包括一個或多個壓縮機(jī)如離也壓縮機(jī)，其被構(gòu)造成壓縮CA。壓縮過的CA 可具有的壓力的范圍從低到約SOOOkPa、約lOOOOkPa、或約12000kPa至高到約17000kPa、 約20000kPa、或約23000kPa。例如，壓縮過的C〇2可具有的壓力的范圍從約8000k化到約 20000kPa，從約10000k化到約17000kPa，或從約12000k化到約15000kPa。壓縮過的C〇2也 可W被冷卻至其范圍從低到約(TC、約5C、或約1(TC至高到約6(TC、約7(TC、或約8(TC的 溫度。例如，被冷卻的壓縮過的C〇2可W具有從約〇°C至約8(TC、從約1(TC至約6(TC、從約 2(TC至約5(TC、或者從約3(TC至約4(TC的溫度。被冷卻的壓縮過的CA可W作為液體或 液-氣混合物經(jīng)過管線230離開壓縮液化單元228。經(jīng)管線230的C〇2可W液態(tài)形式被存儲 在0)2存儲單元232中。在氣化系統(tǒng)200的啟動和失調(diào)狀況中，存儲單元232中的液態(tài)0)2 可W經(jīng)過管線234被引入到顆粒去除系統(tǒng)206。因?yàn)镃A含有可忽略不計的氧氣量，故它可 W通過顆粒去除系統(tǒng)206中的一個或多個熱氣體過濾器被回收W用作阻燃劑和滅火劑。0)2 能提供冷量給流經(jīng)其中的合成氣，而不會作為液體留在該系統(tǒng)中。CA可經(jīng)過管線236連同 所去除的顆粒離開顆粒去除系統(tǒng)206。
[0053] 回到氣體轉(zhuǎn)化爐224,經(jīng)管線242的轉(zhuǎn)化氣體的至少一部分可被銷售或使用進(jìn)一 步的下游工藝（未示出）來升級。經(jīng)管線242的轉(zhuǎn)化氣體的至少一部分可被引導(dǎo)至氨氣分 離器244。管線218中的處理后的合成氣的至少一部分能旁流過上述氣體轉(zhuǎn)化爐224并可 經(jīng)管線248被直接引入到氨氣分離器244。雖然圖2未示出，但二氧化碳可通過物理吸附技 術(shù)從經(jīng)管線242的轉(zhuǎn)化氣體中被分離出和/或回收。合適的吸附劑和技術(shù)的例子包括但不 限于碳酸丙帰醋物理吸附溶劑及其它碳酸焼基醋、具有2到12個二醇單元的聚己二醇二甲 離（Selexol?工藝）、n-甲基-化咯焼麗、環(huán)了諷和Sulfin〇r氣體處理工藝的使用。
[0054] 氨氣分離器244可包括用于從合成氣中有選擇性地分離氨氣W提供純化氨氣和 廢氣的任何系統(tǒng)或裝置。氨氣分離器244可利用變壓吸附、低溫蒸觸和/或半滲透膜。合 適的吸收劑的例子包括但不限于燒堿、碳酸鐘或其它無機(jī)堿、焼姪和/或焼醇胺。氨氣分離 器244能提供經(jīng)管線246的富含二氧化碳流體和經(jīng)管線250的富含氨氣流體。經(jīng)管線250 的富含氨氣流體的至少一部分可被用作燃料電池252的給料。
[00巧]在一個實(shí)施例中，經(jīng)管線254的富含氨氣流體的至少一部分可與經(jīng)管線256的處 理后的合成氣結(jié)合W用作燃燒器258中的燃料。燃燒器258可被構(gòu)造成提供經(jīng)管線262的 高壓高溫廢氣。經(jīng)管線262的高壓/高溫廢氣可W被引入燃?xì)廨啓C(jī)264 W提供機(jī)械軸動力 來驅(qū)動發(fā)電機(jī)266和經(jīng)管線268的廢氣。經(jīng)管線268的廢氣可被引入到廢熱鍋爐或熱回收 系統(tǒng)270 W提供經(jīng)管線272、273的蒸汽。經(jīng)管線272的蒸汽可被引入到蒸汽輪機(jī)274 W提 供機(jī)械軸動力來驅(qū)動發(fā)電機(jī)276。經(jīng)管線273的蒸汽可被引入氣化爐100和/或其它輔助 工藝設(shè)備。來自蒸汽輪機(jī)274的低壓蒸汽可經(jīng)過管線278被回收到熱回收系統(tǒng)270。
[0056] 由空氣分離單元（"ASU") 282產(chǎn)生出的基本為氧氣的氣體可被供給氣化爐100。 例如，供給至氣化爐100的多達(dá)約占體積的10%的、多達(dá)約占體積的20%的、多達(dá)約占體積 的30 %的、多達(dá)約占體積的40 %的、多達(dá)約占體積的50 %的全部氧化劑可W由ASU282經(jīng)管 線284來供應(yīng)。ASU282可提供經(jīng)管線284的貧氮富氧流體給氣化爐100,從而將系統(tǒng)中的 氮濃度降至最低?；緸檠鯕獾氖褂迷试S氣化爐100生產(chǎn)經(jīng)管線142的原始合成氣，其基 本上是無氮的，例如含有低于0. 5 %的氮?dú)?氮?dú)?。ASU282可w是高壓低溫型分離器，其可 用經(jīng)管線280的空氣來補(bǔ)充。來自ASU282的經(jīng)管線286的排出氮?dú)饪杀惶砑又寥紵啓C(jī) 或被用作有用物。
[0057] 本文所述的實(shí)施例進(jìn)一步涉及W下段落中的任何一個或多個：
[0058] 1. -種用于氣化原料的方法，包括；將原料引入到升管；將第一氧化劑引入到該 升管內(nèi)的第一混合區(qū)，由此在所述第一混合區(qū)內(nèi)的靠近所述第一氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第一 高溫區(qū)；將第一水流引入到所述第一高溫區(qū)W降低其中的溫度；將第二氧化劑引入到該升 管內(nèi)的第二混合區(qū)，由此在所述第二混合區(qū)內(nèi)的靠近所述第二氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第二高 溫區(qū)；將第二水流引入到所述第二高溫區(qū)W降低其中的溫度；和在該升管內(nèi)的氣化區(qū)中將 所述原料和第一氧化劑和第二氧化劑氣化。
[0059] 2.根據(jù)段落1的方法，其中所述第一水流處于約9(TC和約12CTC的溫度。
[0060] 3.根據(jù)段落1或2的方法，其中所述第一水流處于約3900Wa和約4500Wa的壓 力。
[0061] 4.根據(jù)段落1至3之一的方法，其中所述第一高溫區(qū)處于約105(TC和約125CTC的 溫度。
[006引 5.根據(jù)段落1至4之一的方法，其中所述第二高溫區(qū)處于約90(TC和約120(TC的 溫度。
[0063] 6.根據(jù)段落1的方法，其中所述第一氧化劑W約1200化g/虹和約5000化g/虹的 速度被引入，并且所述第一水流W約5000kg/hr和約1000化g/hr的速度被引入。
[0064] 7.根據(jù)段落6所述的方法，其中所述第二氧化劑W約120(K)kg/虹和約500(K)kg/ 虹的速度被引入，并且所述第二水流W約2000kg/虹和約5000kgAr的速度被引入。
[0065] 8.根據(jù)段落1至7之一的方法，其中所述第一氧化劑和第一水流被分別引入到所 述第一混合區(qū)中，在被引入到第一混合區(qū)中之前被混合，或者第一混合區(qū)中混合。
[0066] 9.根據(jù)段落1至8之一的方法，其中產(chǎn)生所述第一高溫區(qū)包括燃燒循環(huán)經(jīng)過其中 的含碳顆粒。
[0067] 10. -種用于氣化原料的方法，包括；將原料引入到升管；將第一氧化劑引入到該 升管，由此在該升管內(nèi)的靠近所述第一氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第一高溫區(qū)；將第一水流引入 到所述第一高溫區(qū)W降低其中的溫度；在該升管內(nèi)將所述原料和第一氧化劑轉(zhuǎn)化為包括合 成氣和顆粒的混合物；在第一旋風(fēng)分離器內(nèi)將該混合物分離成第一合成氣流和第一顆粒 流，其中所述第一合成氣流包括殘余顆粒；將所述第一顆粒流從所述第一旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)送 至立管；在第二旋風(fēng)分離器內(nèi)將所述第一合成氣流分離成第二合成氣流和殘余的顆粒流； 將所述殘余的顆粒流從所述第二旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)送至該立管；和通過回收管線從該立管回收 所述顆粒至該升管。
[0068] 11.根據(jù)段落10的方法，進(jìn)一步包括；將第二氧化劑引入到該升管，由此在該升管 內(nèi)的靠近所述第二氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第二高溫區(qū)；和將第二水流輸引入到所述第二高溫 區(qū)W降低所述第二高溫區(qū)中的溫度。
[0069] 12.根據(jù)段落10或11的方法，其中所述第一水流包含鍋爐給水。
[0070] 13.根據(jù)段落10至12之一的方法，其中所述第一水流處于約9(TC和約12CTC的溫 度。
[0071] 14.根據(jù)段落10至13之一的方法，其中所述第一水流處于液態(tài)。
[0072] 15.根據(jù)段落10至14之一的方法，進(jìn)一步包括：利用顆粒去除系統(tǒng)從所述第二合 成氣流中去除附加顆粒；利用氣體轉(zhuǎn)化爐從所述第二合成氣流中去除二氧化碳；和通過顆 粒去除系統(tǒng)中的過濾器回收該被去除的二氧化碳。
[0073] 16. -種用于氣化原料的系統(tǒng)，包括：升管，其被構(gòu)造成接收并將原料、氧化劑和 水轉(zhuǎn)化成包含合成氣和顆粒的混合物，其中所述氧化劑在該升管內(nèi)的靠近所述氧化劑的引 入點(diǎn)產(chǎn)生高溫區(qū)，并且所述水被引入到該高溫區(qū)W降低其中的溫度；第一旋風(fēng)分離器，其流 體連通至該升管并被構(gòu)造成將所述混合物分離成第一合成氣流和第一顆粒流，其中所述第 一合成氣流包括殘余顆粒；第二旋風(fēng)分離器，其流體連通至所述第一旋風(fēng)分離器并被構(gòu)造 成將所述第一合成氣流分離成第二合成氣流和殘余的顆粒流；立管，其流體連通至所述第 一和第二旋風(fēng)分離器并被構(gòu)造成接收所述第一顆粒流和所述殘余的顆粒流；和回收管線， 其流體連通至該立管和該升管并被構(gòu)造成將所述顆粒從該立管轉(zhuǎn)送到該升管。
[0074] 17.根據(jù)段落16的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括顆粒去除系統(tǒng)，該顆粒去除系統(tǒng)流體連通至 所述第二旋風(fēng)分離器并被構(gòu)造成從所述第二合成氣流中去除附加顆粒。
[00巧]18.根據(jù)段落17的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括氣體轉(zhuǎn)化爐，該氣體轉(zhuǎn)化爐流體連通至所述 顆粒去除系統(tǒng)并被構(gòu)造成從所述第二合成氣流中去除二氧化碳。
[0076] 19.根據(jù)段落18的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括壓縮和液化單元，該壓縮和液化單元流體連 通至該氣體轉(zhuǎn)化爐并被構(gòu)造成液化該被去除的二氧化碳。
[0077] 20.根據(jù)段落19的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括二氧化碳存儲單元，該二氧化碳存儲單元流 體連通至該壓縮和液化單元并被構(gòu)造成將該被去除的二氧化碳轉(zhuǎn)送至所述顆粒去除系統(tǒng) 中的過濾器。
[0078] 利用一組數(shù)值上限和一組數(shù)值下限描述了某些實(shí)施例和特征。應(yīng)該認(rèn)識到，在任 何下限和任何上限之間的范圍內(nèi)是預(yù)期可W的，除非另有說明。某些下限、上限和范圍出現(xiàn) 在W下的一個或多個權(quán)利要求中。所有的數(shù)值是用"大約"或"近似"所指的值，并且應(yīng)該 考慮到本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會預(yù)期到的試驗(yàn)誤差和波動。
[0079] 各不同術(shù)語已在上文定義出。就權(quán)利要求中所用術(shù)語未在上文定義出的情況來 說，根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的人員已經(jīng)在至少一篇印刷出版物或授權(quán)專利中反映的該術(shù)語的最廣義 定義而賦予該術(shù)語最廣定義。另外，本申請所引用的所有的專利、試驗(yàn)程序和其它文獻(xiàn)的的 公開內(nèi)容被該樣援引納入，即沒有與本申請不一致的，及所有的司法管轄區(qū)域是被允許的。
[0080] 雖然上文內(nèi)容針對的是本發(fā)明實(shí)施例，但可W在不超出其基本范圍的情況下想到 其它的和進(jìn)一步的本發(fā)明實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由后附的權(quán)利要求書來決定。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于氣化原料的方法，包括： 將原料引入到升管； 將第一氧化劑引入到該升管內(nèi)的第一混合區(qū)，由此在所述第一混合區(qū)內(nèi)的靠近所述第 一氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第一高溫區(qū)； 將第一水流引入到所述第一高溫區(qū)以降低其中的溫度； 將第二氧化劑引入到該升管內(nèi)的第二混合區(qū)，由此在所述第二混合區(qū)內(nèi)的靠近所述第 二氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第二高溫區(qū)； 將第二水流引入到所述第二高溫區(qū)以降低其中的溫度；和 在該升管內(nèi)的氣化區(qū)中將所述原料和第一氧化劑和第二氧化劑氣化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一水流處于約90°C和約120°C的溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一水流處于3900kPa和約4500kPa的壓 力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一高溫區(qū)處于約1050°C和約1250°C的溫 度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二高溫區(qū)處于約900°C和約1200°C的溫 度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一氧化劑以約12000kg/hr和約50000kg/ hr的速度被引入，并且其中所述第一水流以約5000kg/hr和約10000kg/hr的速度被引入。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二氧化劑以約12000kg/hr和約50000kg/ hr的速度被引入，并且其中所述第二水流以約2000kg/hr和約5000kg/hr的速度被引入。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一氧化劑和第一水流被分別引入所述第 一混合區(qū)，在被引入到第一混合區(qū)中之前被混合，或者第一混合區(qū)中混合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生所述第一高溫區(qū)包括燃燒循環(huán)經(jīng)過其中的 含碳顆粒。
10. -種用于氣化原料的方法，包括： 將原料引入到升管； 將第一氧化劑引入到該升管，由此在該升管內(nèi)的靠近所述第一氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第 一高溫區(qū)； 將第一水流引入到所述第一高溫區(qū)以降低其中的溫度； 在該升管內(nèi)將所述原料和第一氧化劑轉(zhuǎn)化為包括合成氣和顆粒的混合物； 在第一旋風(fēng)分離器內(nèi)將該混合物分離成第一合成氣流和第一顆粒流，其中所述第一合 成氣流包括殘余顆粒； 將所述第一顆粒流從所述第一旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)送至立管； 在第二旋風(fēng)分離器內(nèi)將所述第一合成氣流分離成第二合成氣流和殘余的顆粒流； 將所述殘余的顆粒流從所述第二旋風(fēng)分離器轉(zhuǎn)送至該立管；和 通過回收管線從該立管回收所述顆粒至該升管。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括： 將第二氧化劑引入到該升管，由此在該升管內(nèi)的靠近所述第二氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生第 二高溫區(qū)；和 將第二水流引入到所述第二高溫區(qū)以降低所述第二高溫區(qū)中的溫度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一水流包含鍋爐給水。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一水流處于約90°C和約120°C的溫度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一水流處于液態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括： 利用顆粒去除系統(tǒng)從所述第二合成氣流中去除附加顆粒； 利用氣體轉(zhuǎn)化爐從所述第二合成氣流中去除二氧化碳；和 通過顆粒去除系統(tǒng)中的過濾器回收該被去除的二氧化碳。
16. -種用于氣化原料的系統(tǒng)，包括： 升管，其被構(gòu)造成接收并將原料、氧化劑和水成包含合轉(zhuǎn)化成氣和顆粒的混合物，其中 所述氧化劑在該升管內(nèi)的靠近所述氧化劑的引入點(diǎn)產(chǎn)生高溫區(qū)，并且其中所述水被引入到 該高溫區(qū)以降低其中的溫度； 第一旋風(fēng)分離器，其流體連通至該升管并被構(gòu)造成將所述混合物分離成第一合成氣流 和第一顆粒流，其中所述第一合成氣流包括殘余顆粒， 第二旋風(fēng)分離器，其流體連通至所述第一旋風(fēng)分離器并被構(gòu)造成將所述第一合成氣流 分離成第二合成氣流和殘余的顆粒流； 立管，其流體連通至所述第一和第二旋風(fēng)分離器并被構(gòu)造成接收所述第一顆粒流和所 述殘余的顆粒流；和 回收管線，其流體連通至該立管和該升管并被構(gòu)造成將所述顆粒從該立管轉(zhuǎn)送到該升 管。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括顆粒去除系統(tǒng)，該顆粒去除系統(tǒng)流體連 通至所述第二旋風(fēng)分離器并被構(gòu)造成從所述第二合成氣流中去除附加顆粒。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括氣體轉(zhuǎn)化爐，該氣體轉(zhuǎn)化爐流體連通至 所述顆粒去除系統(tǒng)并被構(gòu)造成從所述第二合成氣流中去除二氧化碳。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括壓縮液化單元，該壓縮液化單元流體連 通至該氣體轉(zhuǎn)化爐并被構(gòu)造成液化所述被去除的二氧化碳。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括二氧化碳存儲單元，該二氧化碳存儲單 元流體連通至該壓縮液化單元并被構(gòu)造成將所述被去除的二氧化碳轉(zhuǎn)送至所述顆粒去除 系統(tǒng)中的過濾器。
【文檔編號】F02C3/20GK104395584SQ201380034853
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月30日
【發(fā)明者】J·阿布賈哈扎雷, P·V·史密斯, R·B·斯特雷特 申請人:凱洛格·布朗及魯特有限公司